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Fluid approach to evaluate sound velocity in Yukawa systems and complex plasmas

Khrapak, Sergey und Thomas, Hubertus (2015) Fluid approach to evaluate sound velocity in Yukawa systems and complex plasmas. Physical Review E, 91, 033110. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevE.91.033110. ISSN 2470-0045.

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Kurzfassung

The conventional fluid description of multicomponent plasma, supplemented by an appropriate equation of state for the macroparticle component, is used to evaluate the longitudinal sound velocity of Yukawa fluids. The obtained results are in very good agreement with those obtained earlier employing the quasilocalized charge approximation and molecular dynamics simulations in a rather broad parameter regime. Thus, a simple yet accurate tool to estimate the sound velocity across coupling regimes is proposed, which can be particularly helpful in estimating the dust-acoustic velocity in strongly coupled dusty (complex) plasmas. It is shown that, within the present approach, the sound velocity is completely determined by particle-particle correlations and the neutralizingmedium (plasma), apart from providing screening of the Coulomb interaction, has no other effect on the sound propagation. The ratio of the actual sound velocity to its “ideal gas” (weak coupling) scale only weakly depends on the coupling strength in the fluid regime but exhibits a pronounced decrease with the increase of the screening strength. The limitations of the present approach in applications to real complex plasmas are briefly discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/95793/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Fluid approach to evaluate sound velocity in Yukawa systems and complex plasmas
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Khrapak, SergeyDLR, Sergey.Khrapak (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, HubertusDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 März 2015
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:91
DOI:10.1103/PhysRevE.91.033110
Seitenbereich:033110
Verlag:American Physical Society
ISSN:2470-0045
Status:veröffentlicht
Stichwörter:complex (dusty) plasma, dust acoustic waves, sound velocity of Yukawa fluids, fluid description of complex plasmas
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Theorie, Simulation (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Forschungsgruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Khrapak, Sergey
Hinterlegt am:30 Mär 2015 09:30
Letzte Änderung:27 Nov 2023 14:20

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