Исследование спектральных свойств пространственно-неоднородной системы частиц Юкавы в параболическом конфайнменте
Воронов И.В., Николаев В.С., Тимофеев А.В.

Поступила в редакцию: 17 Июня 2022

DOI: 10.31857/S0044451022120197

PDF (1077.4K)

Исследуются динамические свойства системы из конечного числа одноименно заряженных частиц, взаимодействующих по экранированному кулоновскому потенциалу в поле параболической ловушки. Методом анализа нормальных мод в квазигармоническом приближении получено пространственное распределение амплитуд колебаний частиц в системе: высокочастотные колебания локализуются в ее центральной области. Это приводит к тому, что в разных областях структуры спектры колебаний частиц различны. Для обобщения этого результата на широкий температурный диапазон проведено численное моделирование систем из конечного числа заряженных частиц в ловушке методом классической молекулярной динамики. Показана пространственная неоднородность спектров тепловых колебаний частиц: происходит смещение спектра в низкочастотную область при увеличении расстояния от рассматриваемой подсистемы до центра структуры. Различные методы расчета амплитуды тепловых колебаний частиц - как в рамках квазигармонического приближения, так и методом молекулярной динамики - подтверждают неоднородность радиального профиля амплитуды: на периферии системы амплитуда тепловых колебаний частиц имеет более высокое значение, чем в центре структуры. Показано, что в локальном приближении динамические свойства подсистем структур из конечного числа заряженных частиц в ловушке при определенных условиях существенно отличаются от динамических свойств систем заряженных частиц близкой плотности в периодических граничных условиях. Результаты настоящего исследования могут быть полезны при описании динамических свойств лабораторных плазменно-пылевых и коллоидных систем.