On the Separation of a Monolayer of Charged Microparticles in a Parabolic Confinement

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The evolution of an initially planar monolayer of charged microparticles in a complex plasma (plasma crystal) in horizontal (in the plane of the monolayer) and vertical parabolic confinements has been considered. The separation (buckling instability) of a Yukawa system into several layers at the weakening of the vertical confinement, as well as structural changes in such a plasma crystal, has been studied using the molecular dynamics method. In particular, it has been shown that the radial inhomogeneity of the plasma crystal qualitatively changes the character of the separation compared to homogeneous systems. Indeed, the separation begins in the center of the crystal, where the average distance between particles is minimal, and propagates in the form of a wave towards the periphery of the system at the weakening of the vertical confinement. This explains features of the behavior of plasma crystals in recent experiments with the complex plasma.

About the authors

B. A. Klumov

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: klumov@ihed.ras.ru
125412, Moscow, Russia

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

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».