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Heartbeat instability as auto-oscillation between dim and bright void regimes

Pikalev, Aleksandr und Pustylnik, Mikhail und Räth, Christoph und Thomas, Hubertus M. (2021) Heartbeat instability as auto-oscillation between dim and bright void regimes. Physical Review E, 104, 045212. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevE.104.045212. ISSN 2470-0045.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.104.045212

Kurzfassung

We investigated the self-excited as well as optogalvanically stimulated heartbeat instability in RF discharge complex plasma. Three video cameras measured the motion of the microparticles, the plasma emission, and the laser-induced fluorescence simultaneously. Comprehensive studies of the optogalvanic control of the heartbeat instability revealed that the microparticle suspension can be stabilized by a continuous laser, whereas a modulated laser beam induces the void contraction either transiently or resonantly. The resonance occurred when the laser modulation frequency coincided with the frequency of small breathing oscillations of the microparticle suspension, which are known to be a prerequisite to the heartbeat instability. Based on the experimental results we suggest that the void contraction during the instability is caused by an abrupt void transition from the dim to the bright regime [Pikalev et al., Plasma Sources Sci. Technol. 30, 035014 (2021)]. In the bright regime, a time-averaged electric field at the void boundary heats the electrons causing bright plasma emission inside the void. The dim void has much lower electric field at the boundary and exhibits therefore no emission feature associated with it.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145183/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Heartbeat instability as auto-oscillation between dim and bright void regimes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pikalev, AleksandrAleksandr.Pikalev (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pustylnik, MikhailMikhail.Pustylnik (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Räth, ChristophChristoph.Raeth (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, Hubertus M.Hubertus.Thomas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8358-2023NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Oktober 2021
Erschienen in:Physical Review E
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:104
DOI:10.1103/PhysRevE.104.045212
Seitenbereich:045212
Verlag:American Physical Society
ISSN:2470-0045
Status:veröffentlicht
Stichwörter:complex plasma, dusty plasma, void, heartbeat instability, optogalvanic effect
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Gruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Pikalev, Aleksandr
Hinterlegt am:15 Nov 2021 06:34
Letzte Änderung:15 Nov 2021 06:34

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