МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ПЛАЗМЕННО-ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Филиппов А.В., Бабичев В.Н., Дятко Н.А., Паль А.Ф., Старостин А.Н., Таран М.Д., Фортов В.Е.

Поступила в редакцию: 15 Июля 2005

PACS: 52.27.Lw, 52.25.Jm, 52.65.-y

DJVU (462.1K)

PDF (1081.5K)

Экспериментально обнаружено образование сильносвязанных стабильных пылевых структур в плазме, создаваемой электронным пучком при атмосферном давлении. На основе сравнения данных эксперимента с результатами расчетов методом Монте-Карло получены аналитические выражения для скорости ионизации газа электронным пучком в аксиально-симметричной геометрии. Для определения условий левитации пылевых частиц проведено самосогласованное одномерное моделирование пучковой плазмы в диффузионно-дрейфовом приближении переноса заряженных частиц плазмы с учетом диффузии электронов. Поскольку в томсоновском режиме горения несамостоятельного газового разряда почти все приложенное напряжение падает на катодном слое, в нем создается растущее в сторону катода распределение электрического поля, формирующего совместно с силой тяжести потенциальную яму, в которой левитируют пылевые частицы, образуя стабильную дископодобную структуру. Вычисленные на основе данных расчета задачи о зарядке пылевых частиц значения параметра неидеальности пылевой компоненты в области формирования сильноупорядоченной квазикристаллической структуры оказались выше критического значения, после превышения которого ансамбль частиц, взаимодействующих по потенциалу Юкавы, должен переходить в кристаллическое состояние.