Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences66843510.31857/S036729212360053XEQWDEVПЫЛЕВАЯ ПЛАЗМАUnknownDouble Dust Structures in Different Stratum Phases in Moderate Magnetic FieldsДвойные пылевые структуры в различных фазах страты в умеренном магнитном полеPavlovS. I.ПавловС. И.s.i.pavlov@spbu.ruDzlievaE. S.ДзлиеваЕ. С.plasmadust@yandex.ruD’yachkovL. G.ДьячковЛ. Г.plasmadust@yandex.ruNovikovL. A.НовиковЛ. А.plasmadust@yandex.ruBalabasM. V.БалабасМ. В.plasmadust@yandex.ruKarasevV. Yu.КарасевВ. Ю.plasmadust@yandex.ruSt. Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университетJoint Institute for High Temperatures, Russian Academy of SciencesОбъединенный институт высоких температур РАН011020234910995100226022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/668435

Three-dimensional plasma-dust formations consisting of calibrated dust particles differing in sizes and material densities are studied. The characteristic features of the structures formation in stratified glow discharge were studied, as well as their shapes and dynamics in the external magnetic fields. From several types of powders, the spatially separated double structures were obtained, which filled the dust trap, being located in different stratum phases. For each part of the structure, the average rotational velocities were obtained as functions of the magnetic field. In the range, in which the rotation mechanism depends on the particle size and the ion drag force is dominant, the rotational velocity was numerically estimated with allowance for the parameters variation along the stratum.

Исследуются объемные плазменно-пылевые образования, в составе которых находились калиброванные пылевые частицы, различные по размеру и плотности материала. Изучались особенности формирования структур в стратифицированном тлеющем разряде, а также их форма и динамика во внешнем магнитном поле. Из нескольких видов порошков получены разделенные в пространстве двойные структуры, которые заполняют пылевую ловушку, находясь в разных фазах страты. Получены зависимости средней угловой скорости вращения для каждой части структуры в магнитном поле. В диапазоне, где механизм вращения зависит от размера частиц и доминирует сила ионного увлечения, проведены численные оценки скорости вращения с учетом изменения параметров вдоль страты.

dusty plasmamagnetic fieldglow dischargestanding stratadust structuresпылевая плазмамагнитное полетлеющий разрядстоячие стратыпылевые структурыFortov V.E., Morfill G.E. Complex and Dusty Plasmas: From Laboratory to Space. New York: Taylor and Francis, 2010.Цытович В.Н., Морфилл Г.Е., Томас В.Х. // Физика плазмы. 2002. Т. 28. С. 675.Фортов В.Е., Петров О.Ф., Молотков В.И. и др. // УФН. 2004. Т. 174. № 5. С. 495.Bonitz M., Horing N., Ludwig P. Introduction to Complex Plasma. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2010.Konopka U., Ratke L., Thomas H.M. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. P. 1269.Thomas E. // New J. Phys. 2003. V. 5. P. 45.1.Sütterlin K.R., Wysocki A., Ivlev A.V., Räth C., Tho-mas H.M., Rubin-Zuzic M., Goedheer W.J., Fortov V.E., Lipaev A.M., Molotkov V.I., Petrov O.F., Morfill G.E., Löwen H. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 102. P. 085003.Golubovskii Yu., Karasev V., Kartasheva A. // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. P. 115003.Holman A., Melzer A., Piel A. // Phys. Rev. E. 1999. V. 59. P. 3835.Fortov V.E., Petrov O.F., Molotkov V.I., Poustylnik M.Y., Torchinsky V.M., Naumkin V.N. Khrapak A.G. // Phys. Rev. E. 2005. V. 71. P. 036413.Samsonov D., Zhdanov S.K., Quinn R.A., Popel S.I., Morfill G.E. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. P. 255004.Ворона Н.А., Гавриков А.В., Иванов А.С., Пет-ров О.Ф., Фортов В.Е., Шахова И.А. // ЖЭТФ. 2007. Т. 132. № 4. С. 941.Vasiliev M.M., Petrov O.F., Alekseevskaya A.A., Iva-nov S.I., Vasilieva E.V. // Molecules. 2020. V. 25. P. 3375.Василяк Л.М., Ветчинин С.П., Поляков Д.Н., Фортов В.Е. // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. № 5. С. 1166.Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И., Дзлиева. Е.С. // Опт. и Спектр. 2006. Т. 100. № 3. С. 499.Chen F.F. Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion. New York: Plenum, 1987.Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971.Карасев В.Ю., Дзлиева Е.С., Павлов С.И. Лабораторная пылевая плазма в магнитном поле. СПб.: Свое Издательство, 2016.Sato N., Uchida G., Kaneko T., Shimizu S., Iizuka S. // Phys. Plasmas. 2001. V. 8. № 5. P. 1786.Kaw P.K., Nishikawa K., Sato N. // Phys. Plasmas. 2002. V. 9. P. 387.Ishihara O., Kamimura T., Hirose K.I., Sato N. // Phys. Rev. E. 2002. V. 66. P. 046406.Choudhary M., Bergert R., Moritz S., Mitic S., Thoma M.H. // Contrib. Plasma Phys. 2020. V. 61. e202000110.Carstensen J., Greiner F., Hou L.J., Maurer H., Piel A. // Phys. Plasmas. 2009. V. 16. P. 013702.Dzlieva E.S., D’yachkov L.G., Novikov L.A., Pavlov S.I., Karasev V.Yu. // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28. P. 085020.Дзлиева Е.C., Дьячков Л.Г., Новиков Л.А., Кара-сев В.Ю., Павлов С.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 1. С. 7.Карасев В.Ю., Дзлиева Е.C., Дьячков Л.Г., Нови-ков Л.А., Павлов С.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 2. С. 186.Karasev V.Yu., Dzlieva E.S., Ivanov A.Yu., Eikhvald A.I. // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. P. 066403.Васильев М.М., Дьячков Л.Г., Антипов С.Н., Пет-ров О.Ф., Фортов В.Е. // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 86. № 6. С. 414.Vasiliev M.M., Dyachkov L.G., Antipov S.N., Huijink R., Petrov O.F., Fortov V.E. // European Phys. Lett. 2011. V. 93. P. 15001.Dzlieva E.S., Dyachkov L.G., Novikov L.A., Pavlov S.I., Karasev V.Y. // European Phys. Lett. 2018. V. 123. P. 15001.Dzlieva E.S., Dyachkov L.G., Novikov L.A., Pavlov S.I., Karasev V.Yu. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 085020.Dzlieva E.S., Karasev V.Yu., Pavlov S.I. // European Phys. Lett. 2015. V. 110. P. 55002.Dzlieva E.S., Karasev V.Yu., Pavlov S.I., Ermolenko M.A., Novikov L.A., Maiorov S.A. // Contrib. Plasma Phys. 2016. V. 56. P. 197.Karasev V.Yu., Dzlieva E.S., Ermolenko M.A., Golu-bev M.S., Ivanov A.Yu. // Contr. Plasma Phys. 2011. V. 51. P. 509.Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И., Дзлиева Е.С. // Опт. и Спектр. 2006. Т. 101. № 3. С. 511.Голубовский Ю.Б., Кудрявцев А.А., Некучаев В.О., Порохова И.А., Цендин Л.Д. Кинетика электронов в неравновесной газоразрядной плазме. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2004.Недоспасов А.В. // УФН. 1968. Т. 94. № 3. С. 439.Ланда П.С., Мискинова Н.А., Пономарев Ю.В. // УФН. 1980. Т. 132. № 4. С. 601.Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992.Липаев А.М., Молотков В.И., Нефедов А.П. и др. // ЖЭТФ. 1997. Т. 112. Вып. 6. С. 2030.Golubovskii Yu., Karasev V., Kartasheva A. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 065006.Сухинин Г.И., Федосеев А.В. // Физика плазмы. 2007. V. 33. P. 1117.Zobnin A.V., Usachev A.D., Petrov O.F., Fortov V.E., Thoma M.H., Fink M.A. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 033702.Дзлиева Е.С., Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И. // Опт. и Спектр. 2005. Т. 98. С. 621.Дзлиева Е.С., Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И. // Опт. и Спектр. 2004. Т. 97. № 1. С. 107.Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И., Дзлиева Е.С. // Вестник СПбГУ. Сер. 4. 2009. Вып. 1. С. 140.Абдирахманов А.Р., Карасев В.Ю., Дзлиева Е.С., Павлов С.И., Новиков Л.А., Досболаев М.К., Коданова С.К., Рамазанов Т.С. // ТВТ. 2021. Т. 59. С. 657.Dzlieva E.S., D’yachkov L.G., Novikov L.A., Pavlov S.I., Karasev V.Yu. // Molecules. 2021. V. 26. P. 3788.Chaudhuri M., Nosenko V., Knapek C., Konopka U., Ivlev A.V., Thomas H.M., Morfill G.E. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 264101.Zobnin A.V., Usachev A.D., Fortov V.E. // AIPConf. Proc. 2002 V. 649. P. 293.Pavlov S.I., Dzlieva E.S., Novikov L.A., Karasev V.Yu. // X International conference on Plasma Physics and Plasma Technology. Contrib. papers. Minsk. 2022. P. 142.Nedospasov A.V. // Phys. Rev. E. 2009. V. 79. P. 036401.Arkar K., Vasiliev M.M., Petrov O.F., Kononov E.A., Trukhachev F.M. // Molecules. 2021. V. 26. P. 561.Svetlov A.S., Vasiliev M.M., Kononov E.A., Petrov O.F., Trukhachev F.M. // Molecules. 2023. V. 28. P. 1790.Карасев В.Ю., Полищук В.А., Горбенко А.П., Дзлие-ва E.C., Ермоленко М.А., Макар М.М. // ФТТ. 2016. Т. 58. Вып. 5. С. 1007.Цендин Л.Д. // УФН. 2010. Т. 180. С. 139.Голубовский Ю.Б., Нисимов С.У., Сулейменов Э.И. // ЖТФ. 1994. Т. 64. С. 54.Stewart A.B. // J. Appl. Phys. 1956. V. 27. P. 911.Golubovskii Yu.B., Skoblo A.Yu., Wilke C., Kozakov R.V., Behnke J., Nekutchaev V.O. // Phys. Rev. E. 2005. V. 72. P. 026414.Golubovskii Yu.B., Kozakov R.V., Maiorov V.A., Behnke J., Behnke J.F. // Phys. Rev. E. 2000. V. 62. P. 2707.Golubovskii Yu.B., Kozakov R.V., Nekuchaev V.O., Skoblo A.Yu. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. P. 105205.Deutcsh N., Pfau S. // Beitr. Plasmaphys. 1975. V. 6. №  1. P. 23.Дзлиева Е.C., Карасев В.Ю., Машек И.Ч., Пав-лов С.И. // ЖТФ. 2016. Т. 86. В. 6. С. 145.