О расслоении монослоя заряженных микрочастиц в параболическом удерживающем потенциале

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассматривается эволюция первоначально плоского монослоя заряженных микрочастиц комплексной плазмы (плазменного кристалла), находящихся в удерживающих горизонтальном (в плоскости монослоя) и вертикальном параболических конфайнментах. На примере системы Юкавы, методом молекулярной динамики исследовано расслоение (buckling instability) такой системы на несколько слоев при ослаблении вертикального конфайнмента и изучены структурные изменения в таком плазменном кристалле. В частности, показано, что неоднородность плазменного кристалла в радиальном направлении приводит к качественно иному характеру расслоения по сравнения с однородными системами - расслоение начинается в центре кристалла, где среднее межчастичное расстояние минимально и распространяется в виде волны, движущейся к периферии системы при ослаблении вертикального конфайнмента. Это объясняет особенности поведения плазменных кристаллов в недавних экспериментах с комплексной плазмой.

Об авторах

Б. А. Клумов

Объединенный институт высоких температур РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: klumov@ihed.ras.ru
125412, Москва, Россия

Список литературы

  1. H. Thomas, G. E. Mor ll, V. Demmel, J. Goree, B. Feuerbacher, and D. M�ohlmann, Phys. Rev. Lett. 73, 652 (1994).
  2. J. H. Chu and Lin I, Phys. Rev. Lett. 72, 4009 (1994).
  3. Y. Hayashi and K. Tachibana, Japanese J. Appl. Phys.: Part 2 - Letters 33, L904 (1994).
  4. A. Melzer, T. Trottenberg, and A. Piel, Phys. Lett. A 191, 301 (1994).
  5. A. P. Nefedov, G. E. Mor ll, V. E. Fortov et al. (collaboration), New J. Phys. 5, 33 (2003).
  6. G. E. Mor ll, S. A. Khrapak, A. V. Ivlev, B. A. Klumov, M.Rubin-Zuzic, and H. M. Thomas, Phys. Scripta T 107, 59 (2004).
  7. U. Konopka, G. Mor ll, and L. Ratke, Phys. Rev. Lett. 84, 891 (2000).
  8. V. E. Fortov and G. E. Mor ll, Complex and Dusty plasmas: From Laboratory to Space, CRC Press, N.Y. (2010).
  9. S. Singh, P. Bandyopadhyay, K. Kumar, and A. Sen, Phys. Rev. Lett. 129, 115003 (2022).
  10. R. A. Syrovatkaa, A. M. Lipaev, V. N. Naumkin, and B. A. Klumov, JETP Lett. 116, 869 (2022).
  11. S. Plimpton, J.Comput. Phys. 117(1), 1 (1995).
  12. H. Totsuji, C. Totsuji, and K. Tsuruta, Phys Rev. E 64, 066402 (2001).
  13. C. Totsuji, M. S. Liman, K. Tsuruta, and H. Totsuji, Phys. Rev. E 68, 017401 (2003).
  14. C. Durniak, D. Samsonov, N. P. Oxtoby, J. F. Ralph, and S. Zhdanov, IEEE Trans. Plasma Sci. 38(9), 2412 (2010).
  15. B. A. Klumov, JETP Lett. 110, 715 (2019).
  16. C. A. Knapek, A. V. Ivlev, B. A. Klumov, G. E. Mor ll, and D. Samsonov, Phys. Rev. Lett. 98, 015001 (2007).
  17. O. S. Vaulina, E. V. Vasilieva, and R. A. Timirkhanov, Plasma Phys. Rep. 37(12), 1035 (2011).
  18. I. V. Voronov, V. S. Nikolaev, A. V. Timofeev, R. A. Syrovatka, A. M. Lipaev, D. A. Zamorin, and B. A. Klumov, J. Phys. D: Appl. Phys. 56, 485203 (2023).
  19. B. A. Klumov, Phys.-Uspekhi 53, 1045 (2010).
  20. B. A. Klumov, JETP Lett. 116(10), 703 (2022).
  21. B. A. Klumov, Phys.-Uspekhi 66, 288 (2023).
  22. P. Pieranski, L. Strzelecki, and B. Pansu, Phys. Rev. Lett. 50, 900 (1983).
  23. T. B. Mitchell, J. J. Bollinger, D. H. E. Dubin, X. P. Huang, W. M. Itano, and R. H. Baughman, Science 282, 1290 (1998).
  24. B. A. Klumov and G. E. Mor ll, JETP Lett. 87(8), 409 (2008).
  25. B. A. Klumov and G. E. Mor ll, JETP 107, 908 (2008).
  26. E. C. Oguz, R. Messina, and H. Lowen, EPL 86, 28002 (2009).
  27. D. H. E. Dubin and T. M. O'Neil, Rev. Mod. Phys. 71, 87 (1999).
  28. D. H. Van Winkle and C. A. Murray, Phys Rev. A 34, 1 (1986).
  29. M. Nambu, S. V. Vladimirov, and P. K. Shukla, Phys. Lett. A 203, 40 (1995).
  30. M. Lampe, G. Joyce, G. Ganguli, and V. Gavrishchaka, Phys. Plasmas 7, 3851 (2000).
  31. I. I. Lisina and O. S. Vaulina, EPL 103(5), 55002 (2013).
  32. A. V. Zobnin, A. M. Lipaev, V. N. Naumkin, R. A. Syrovatka, A. D. Usachev, A. G. Khrapak, and S. A. Khrapak, Phys. Plasmas (2023), submitted.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023