АЙҚАСҚАН ЭЛЕКТР ЖӘНЕ МАГНИТ ӨРІСТЕГІ СОЛҒЫН РАЗРЯДТАҒЫ МИКРОБӨЛШЕКТЕРДІҢ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ

Бұл жұмыста айқасқан магнит және электр өрісіндегі төмен қысымдағы тұрақты токты жарқыл разрядының стратасындағы микрон өлшемдегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы экспериментті түрде зерттелінді. Эксперимент вертикальды бағыттағы разрядтық шыны түтікшеде жасалынды. Біртекті магнит өрісі екі секциялы Гельмгольц катушкасының көмегімен туындайды. Магнит өрісінің индукциясы артқан кезде микронды өлшемді тозаңды бөлшектер ExB дрейфіне қарама-қарсы бағытта қозғалатыны байқалды. Магнит өрісінің индукциясы белгілі бір шекті мәнге жеткенде (B>10 мТл) тозаңды бөлшектері айналмалы қозғалысқа ие болатыны және көлденең жазықтықта бір-біріне қарма-қарсы бағытталған құйынды жұптар түзілетіні байқалды. Сондай-ақ тозаңды құрылымдардың пішіні дискіден эллипсоидқа дейін өзгеретіні байқалды. Тозаңды құйындарының динамикалық қасиетін зерттеу үшін PIV (particle image velocimetry) әдісі қолданылды. Құйынның бір-біріне қарама-қарсы айналуының себебі иондық елірту күшіне ортогональды тозаңды бөлшектер зарядының градиентімен түсіндірілді.

1. Bonitz M., Henning C., Block D. Complex plasmas: a laboratory for strong correlations // Reports on Progress in Physics, 2010, vol.73, p.066501.

2. Rao N.N., Shukla P.K., Yu, M.Y. Dust-acoustic waves in dusty plasmas // Planetary and Space Science, 1990, vol.38, p.543–546.

3. Kählert H. Ion-dust streaming instability with non-maxwellian ions // Physics of Plasmas, 2015, vol.22, p.073703.

4. Ludwig P., Jung H., Kählert H., Joost, J.-P. Greiner, F. Moldabekov Zh. A., Carstensen J., Sundar S., Bonitz M., Piel, A. Non-maxwellian and magnetic field effects in complex plasma wakes // EPJ D, 2017, vol.52, p.124004.

5. Abraham J. W., Hinz A., Strunskus T., Faupel F., Bonitz M. Formation of polymer-based nanoparticles and nanocomposites by plasma-assisted deposition methods // The European Physical Journal D, 2018, vol. 72.

6. Vignitchouk L., Ratynskaia S., Tolias P., Pitts R.A., Temmerman G. De, Lehnen M., Kiramov D. Accumulation of beryllium dust in ITER diagnostic ports after off-normal events // Nuclear Materials and Energy, 2019, vol.20, p.100684.

7. Bastykova N.K., Donkó Z., Kodanova S.K., Ramazanov T.S., Moldabekov Z.A. Manipulation of dusty plasma properties via driving voltage waveform tailoring in a capacitive radiofrequency discharge // IEEE Transactions on Plasma Science, 2016, vol.44, p. 545–548.

8. Melzer A. Laser manipulation of particles in dusty plasmas // Plasma Sources Science and Technology, 2001, vol.10, p. 303–310.

9. Jaiswal S., Hall T., LeBlanc S., Mukherjee R., Thomas E. Effect of magneticfield on the phase transition in a dusty plasma // Physics of Plasmas, 2017, vol.24, p.113703.

10. Abdirakhmanov A.R., Moldabekov Z.A., Kodanova S.K., Dosbolayev M.K., Ramazanov T.S. Rotation of dust structures in a magnetic field in a dc glow discharge // IEEE Transactions on Plasma Science, 2019, vol.47, p. 3036–3040.

11. Melzer A., Puttscher M. Transverse forces on dust particles in a magnetized sheath with crossed electric and magnetic fields // Physics of Plasmas, 2017, vol. 24, p. 053701.

12. Puttscher M., Melzer A. Dust particles under the influence of crossed electric and magnetic fields in the sheath of an rf discharge // Physics of Plasmas, 2014, vol.21, p.123704.

13. Mazouffre S. Electric propulsion for satellites and spacecraft: established technologies and novel aproaches // Plasma Sources Science and Technology, 2016, vol.25, p.123.

14. Fujiyama H., Kawasaki H., Yang S.C. and Matsuda Y. Dynamics of Silicon Particles in DC Silane Plasmas Transported by a Modulated Magnetic Field // Jpn. J. App. Phys, 1994, vol.33. p. 4216-4220.

15. M. Choudhary, S. Mukherjee, P. Bandyopadhyay. Collective dynamics of large aspect ratio dusty plasma in an inhomogeneous plasma background: Formation of the co-rotating vortex series // Phys. Plasmas, 2018, vol.25, p.023704.

16. M. Choudhary, R. Bergert, S. Mitic, M. Thoma. Three-dimensional dusty plasma in a strong magnetic field: Observation of rotating dust tori // Phys. Plasmas, 2020, vol.27, p.063701.

17. C. Dai, C. Song, X. Guo, W. Sun, Z. Guo, F. Liu, F. He. Rotation of dust vortex in a metal saw structure in dusty plasma // Plasma Sci. Technol, 2020, vol.22, p.034008.