Nonlinear Dust Acoustic Waves in the Near Ideal (Gas-Like) Cryogenic Glow Discharge Dusty Plasma

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A dust acoustic instability in the cryogenic glow discharge dusty plasma at a buffer gas temperature of 83 K is experimentally investigated. Estimates for the main plasma parameters are given. It is shown that dusty plasma is close to a ideal plasma (weakly-coupled). The wave–particle interaction is studied, and it has been shown that the wave is strongly nonlinear. The electric field of the wave is estimated, which also indicates its strong nonlinearity. The presence of slight perturbation of the dust concentration by the wave with strong nonlinearity, which is apparently associated with the high kinetic temperature of the dust fraction and the gaseous phase state of the dust cloud, is an important feature of the described experiment.

About the authors

F. M. Trukhachev

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

R. E. Boltnev

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences; Branch of Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: boltnev@gmail.com
Moscow, 125412 Russia; Chernogolovka, Moscow oblast, 142432 Russia

A. A. Alekseevskaya

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Email: Xeniya.Koss@gmail.com
125412, Moscow, Russia

M. M. Vasil'ev

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

O. F. Petrov

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Author for correspondence.
Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

References

  1. Shukla P.K., Mamun A.A. Introduction to Dusty Plasma Physics. UK, Bristol: Institute of Physics Publishing, 2002.
  2. Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А., Молот-ков В.И., Петров О.Ф. // УФН. 2004. V. 174. P. 495.
  3. Thomas H.M., Morfill G.E. // Nature. 1996. V. 379. P. 806.
  4. Fortov V.E., Khrapak A.G., Khrapak S.A., Molotkov V.I., Nefedov A.P., Petrov O.F., Torchinsky V.M. // Phys. Plasmas. 2000. V. 7. P. 1374.
  5. Jana M.R., Sen A., Kaw P.K. // Phys. Rev. E. 1993. V. 48. P. 3930.
  6. Fortov V.E., Ivlev A.V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. // Physics Reports. 2005. V. 421 (1–2). P. 1.
  7. Fortov V.E., Morfill G.E. Complex and Dusty Plasmas: From Laboratory to Space. CRC Press, 2009.
  8. Нефедов А.П., Петров О.Ф., Фортов В.Е. // УФН. 1997. Т. 167. С. 1215.
  9. Trukhachev F.M., Boltnev R.E., Alekseevskaya A.A., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Phys. Plasmas. 2021. V. 28. P. 093701.
  10. Schwabe M., Rubin-Zuzic M., Zhdanov S., Thomas H.M., Morfill G.E. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 99. P. 095002.
  11. Teng L.-W., Chang M.-C., Tseng Y.-P., Lin I. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. P. 245005.
  12. Chang M.-C., Teng L.-W., Lin I. // Phys. Rev. E. 2012. V. 85. P. 046410.
  13. Trukhachev F.M., Vasiliev M.M., Petrov O.F., Vasilie-va E.V. // Phys. Rev. E. 2019. V. 100. P. 063202.
  14. Храпак А.Г., Голятина Р.И., Майоров С.А., Хра-пак С.А. // ТВТ. 2020. Т. 58. С. 590.
  15. Trukhachev F.M., Boltnev R.E., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Molecules. 2022. V. 27(1). P. 227.
  16. Khrapak S.A., Ivlev A.V., Morfill G.E., Thomas H.M. // Phys. Rev. E. 2002. V. 66. P. 046414.
  17. Ivlev A.V., Khrapak S.A., Zhdanov S.K., Morfill G.E. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. P. 205007.
  18. Ishihara O. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2012. V. 5. P. 124020.
  19. Samoilov I.S., Baev V.P., Timofeev A.V., Amirov R.K., Kirillin A.V., Nikolaev V.S., Bedran Z.V. // J. Exp. Theor. Phys. 2017. V. 124. P. 496.
  20. Viehland L.A., Mason E.A. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1995 V. 60 (1). P. 37.
  21. Видеоизображение пылевого облака https://aip.scitation.org/ doi/suppl/10.1063/ 5.0058560/suppl_file/video_material.mp4.
  22. Trukhachev F.M., Gerasimenko N.V., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // New J. Phys. 2021. V. 23. P. 093016.
  23. Mendoza-Briceño C.A., Russel S.M., Mamun A.A. // Planet. Space Sci. 2000. V. 48. P. 599.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (381KB)
3.

Download (603KB)
4.

Download (94KB)
5.

Download (804KB)
6.

Download (178KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».