Исследование динамики пылевых частиц в структурах в стратах тлеющего разряда в магнитном поле тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат наук Павлов, Сергей Иванович

• Павлов, Сергей Иванович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Павлов, Сергей Иванович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

1.1. Наблюдение вращения плазменного кристалла в ВЧ разряде в расходящемся магнитном поле

1.2. Исследования вращения пылевых структур в ВЧ разряде в однородном магнитном поле (опубликованные в работах Н. Сато)

1.3. Исследование вращательного движения плазменно-пылевых структур в стратах

1.3.1. Исследования плазменно пылевых структур в магнитном поле, выполненные в СПбГУ

1.3.2. Исследования плазменно-пылевых структур в магнитном поле, выполненные в ОИВТ РАН

1.4. О гипотезе, связывающей вращение пылевых структур с торцевыми и краевыми эффектами

1.4.1. Влияние торцевых эффектов

1.4.2. Влияние изменения сечения канала тока

1.5. О силе Ампера, связанной с вихревыми токами в стратифицированном

разряде

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ВЛИЯНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ТОРЦАХ МАГНИТНЫХ КАТУШЕК НА ДИНАМИКУ ПЛАЗМЕННО-ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР

2.1. Исследование областей разряда на торцах магнитных катушек с помощью зондирующих частиц

2.2. Результаты зондирования областей вблизи торцов магнитных катушек и их интерпретация

2.3. Исследование вращения пылевых структур в стратах в неоднородном магнитном поле

2.4. Результаты исследования вращения плазменно-пылевых структур в

неоднородных магнитных полях и интерпретация

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЫЛЕВОЙ СТРУКТУРЫ, СФОРМИРОВАННОЙ В ЛОВУШКЕ НАД СУЖЕНИЕМ КАНАЛА ТОКА

3.1. Эксперимент по исследованию динамики пылевой структуры, левитирующей в пылевой ловушке, образованной симметричной конусообразной вставкой

3.1.1. Постановка эксперимента

3.1.2. Результаты, полученные в эксперименте с полидисперсными частицами

3.1.3. Результаты, полученные в эксперименте с монодисперсными частицами

3.2. Эксперимент по исследование динамики пылевой структуры, левитирующей в пылевой ловушке, образованной над асимметричной плоской вставкой

3.3. Обсуждение результатов и интерпретация

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВРАЩЕНИЯ ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР В СТРАТАХ, ВЫЗЫВАЮЩЕГО ВРАЩЕНИЕ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПРОЕКЦИЕЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

4.1. О характеристиках дрейфа ионов и электронов в смесях газов

4.2. Метод управления ионным увлечением. Постановка эксперимента, подбор плазмоформирующей смеси

4.3. Результаты эксперимента по наблюдению вращения плазменно-пылевых структур в стратах в смесях газов

4.4. Интерпретация результатов

Глава 5. ПОИСК ВИХРЕВОГО ТОКА В СТРАТЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ДЕЙСТВИЯ НА ПЫЛЕВЫЕ ЧАСТИЦЫ В ПРОДОЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

5.1. Недавние работы, объясняющие инверсию угловой скорости вращения

5.2. Постановка эксперимента по регистрации действия вихревого тока на пылевые частицы в магнитном поле

5.3. Результаты зондирования стратифицированного положительного столба калиброванными частицами в магнитном поле

5.4. Интерпретация результатов зондирования и численные оценки угловой

скорости вращения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование динамики пылевых частиц в структурах в стратах тлеющего разряда в магнитном поле»

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность работы. Физика комплексной плазмы как самостоятельная область знаний появилась в 1994 году после открытия в экспериментах упорядоченных квазикристаллических образований. Под комплексной плазмой подразумевают специально созданный в научной лаборатории объект, в котором пылевая компонента находится в состоянии сильной связи и корреляции. Комплексная плазма является удобным объектом для изучения самоорганизованных структур и фазовых переходов. Исследования в ней можно производить на кинетическом уровне, поскольку пылевые гранулы эффективно рассеивают свет, а газоразрядная плазма является оптически прозрачной средой. Комплексная плазма является междисциплинарной областью знаний, объединяющих физику плазмы, физику неидеальных систем, фазовых переходов, физику твердого тела, оптику, астрофизику, коллоидную химию и другие. Свойства плазменных кристаллов моделируют свойства обычного вещества в экстремальном состоянии. Роль комплексной плазмы для современной физики отражена в ряде литературных обзоров и монографиях, например в [1-16]. Одним из методов исследования комплексной плазмы является внешнее воздействие и наблюдение отклика пылевой системы. Одним из продуктивных внешних воздействий является наложение магнитного поля.

При изучении динамики пылевых частиц кроме обычных сил - силы тяжести, электростатической, экранированной электрической — особую роль играют силы, связанные с коллективными плазменными потоками, например сила ионного увлечения. Именно силы, связанные с появлением заряженных пылевых гранул в собственно плазме, позволяют вскрывать глубокую связь между плазменными элементарными процессами и поведением макроскопической пылевой компоненты. Например, хорошо известно, что создание таких плазменно-пылевых объектов, как пылевые войды стимулировало изменение представления об элементарных процессах и изменило расчет силы ионного увлечения в комплексной плазме.

Наложение внешнего магнитного поля как воздействие представляет особый интерес, так как избирательно действует на плазменные потоки. Продольное магнитное поле вызывает в разряде азимутальную составляющую потоков [17-19], то есть азимутальную силу плазменного увлечения, давая экспериментаторам новый инструмент исследования и диагностики, как пылевой компоненты, так и собственно плазмы. Особенно интересной оказалась динамика пылевой структуры в стратах в магнитном поле, проявляющая действие нескольких конкурирующих механизмов, полного понимания которых к настоящему времени нет. Все это говорит об актуальности описанной тематики и представленной задачи.

Цель работы. Работа посвящена экспериментальному исследованию механизмов вращения плазменно-пылевых структур в стратифицированном тлеющем разряде постоянного тока во внешнем продольном магнитном поле. Необходимо изучить действие силы ионного увлечения на пылевые гранулы и увлечение гранул вращающимся газом разряда в магнитном поле.

Научная новизна.

1. Обнаружено и количественно исследовано влияние неоднородности магнитного поля на вращение плазменно-пылевых структур в стратах тлеющего разряда.

2. Впервые детально исследована динамика плазменно-пылевой структуры в пылевой ловушке над сужением разрядной трубки, определяемая существованием радиальной составляющей тока в вертикальном магнитном поле.

3. Впервые реализован метод управления силой ионного увлечения, действующей на пылевые частицы, с помощью изменения состава плазмоформирующего газа.

4. Обнаружено влияние вихревого тока в головной части страты на вращение плазменно-пылевой структуры в страте в продольном магнитном поле.

Практическая ценность:

В работе предложен новый метод воздействия на плазменно-пылевые структуры, заключающийся в управление силой ионного увлечения в смесях с малой добавкой к легкому буферному газу тяжелой легко ионизуемой компоненты.

Получены новые сведения о динамике плазменно-пылевых структур, формируемых в стратах тлеющего разряда и в пылевой ловушке в области сужения канала тока, в продольном магнитном поле. Эти сведения могут быть использованы для формирования плазменно-пылевых структур в пылевых ловушках с существенными градиентами электрического поля.

Получены новые сведения о свойствах тлеющего разряда в стратифицированном режиме, необходимые для развития двумерной теории страт и для описания стратифицированного разряда в магнитном поле.

Развита диагностика плазменно-пылевых структур в стратах и диагностика тлеющего разряда зондирующими частицами.

Результаты работы могут использоваться в процессе обучения студентов магистратуры и использоваться в специализированном курсе по физике комплексной плазмы.

Объект и метод исследования. Объектом исследования являлись пылевые структуры и отдельные пылевые частицы, находящиеся в тлеющем разряде в состоянии покоя или в состоянии движения. Основным методом является экспериментальное исследование объекта при воздействии на него магнитным полем.

Положения, выносимые на защиту.

1. Влияние неоднородности магнитного поля на вращение плазменно-пылевых структур в стратах тлеющего разряда.

2. Динамика пылевой структуры, образованной над диэлектрической вставкой в области сужения токового канала в магнитном поле.

3. Управление силой ионного увлечения, действующей на пылевые частицы в комплексной плазме, осуществляемое путем выбора состава газовой смеси разряда.

4. Регистрация механизма вращательного движения плазменно-пылевых структур в страте в магнитном поле, связанного с существованием вихревого тока, методом зондирования области головной части страты калиброванными частицами.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП (Петрозаводск 2011, Казань 2013); школе и симпозиуме молодых ученых (Петрозаводск 2012); на международной конференции по физике плазмы и плазменным технологиям ФППТ (Минск 2012); на конференции по оптическим методам исследования потоков ОМИП (Москва 2009, 2013); на международной конференции о приложениях пылевой плазмы (Одесса 2013); на конференции студентов и молодых ученых СПбГУ «Физика и прогресс» (Санкт-Петербург 2012); на международной конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу (Звенигород 2014, 2015); на координационной сессии Академии Наук по неидеальной плазме (МРР-2013, 2014), семинар с группой исследования комплексной плазмы воздушного и космического агентства Германии, Мюнхен 2014; на заседаниях кафедры «Общей физики 1».

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: Статьи:

1. Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А., Карасев В. Ю., Павлов С. И., Новиков Л. А., Майоров С. А. Управление ионным увлечением в пылевой плазме // Письма в ЖЭТФ - 2014. - Т.100. №11.- С. 801-806.

2. Pavlov S. I., Karasev V. Yu., Dzlieva E. S., Ermolenko M. A., Novikov L. A. Measurement of the azimuthal component of the velocity of probe falling particles in glow discharge in magnetic field // Ukr. J Phys. - 2014. - V.59. - №4. - P. 415-417.

3. Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С., Ермоленко M. А., Новиков JI. А., Павлов С. И., Эйхвальд А. И., Полищук В. А. О приложениях левитации пылевых гранул // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия "Естественные и технические науки". - 2014. - № 8 (145). - Т.2. - С. 91-96.

4. Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А., Иванов А. Ю., Карасев В. Ю., Павлов С. И. Исследование влияния неоднородности тлеющего разряда, вызванной сужением токового канала на динамику пылевых частиц в магнитном поле // Вестник СПбГУ, Серия 4 Физика-Химия, В.1. - 2014. - С. 261-264.

5. Карасев В. Ю., Павлов С. И., Дзлиева Е. С., Новиков JI. А., Ермоленко М. А., Полищук В. А., Эйхвальд А. И. Магнитные и механические явления в газовом разряде // Вестник СПбГУ, Серия 4 Физика-Химия, В.1. -2014. - С. 414-417.

6. Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А., Иванов А. Ю., Карасев В. Ю., Новиков JI. А., Павлов С. И. Об особенностях объемного строения плазменно-пылевых структур // Вестник СПбГУ, Серия 4 Физика-Химия, В.2. - 2013. - С. 39-45.

7. Павлов С. И., Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С. Зондирование тлеющего разряда полидисперсными пылевыми частицами // Вестник СПбГУ, Серия 4 Физика-Химия, В.1.-2013.-С. 228-232.

8. Карасев В. Ю., Дзлиева. Е. С., Ермоленко М. А., Павлов С. И. Пылевые волчки в слабом магнитном поле // Вестник СПбГУ, Серия 4 Физика-Химия, В.З. -2011.-С. 103-105.

Конференции:

1. Павлов С. И, Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Ермоленко М. А., Голубев М. С. Исследование свойств стратифицированного разряда с помощью отдельных пылевых частиц // Мат. конф. ОМИП-2009. М.: МЭИ, - 2009. - С. 100-103.

2. Новиков JI. А., Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А,, Павлов С. И., Макар M. M Влияние неоднородного магнитного поля на торцах соленоидов

на движение зондирующих частиц в тлеющем разряде // Мат. конф. ОМИП-2013. М.: МЭИ, - 2013. - С. 125-128.

3. Новиков Л. А., Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А., Павлов С. И., Макар M. M Собственное вращение пылевой частицы в плазменном потоке в магнитном поле // Мат. конф. ОМИП-2013. М.: МЭИ, - 2013. - С. 211-214.

4. Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S., Ermolenko M. A, Pavlov S. I. Selection in complex plasma // in Proceedings 4nd International Conference DPA, Odessa, 2013. -P. 57-61.

5. Karasev V. Yu., Pavlov S. I., Dzlieva E. S., Ermolenko M. A, Novikov L.A. Azimuthal motion of dusty particles in glow discharge in magnetic field // in Proceedings 4nd International Conference DPA, Odessa, 2013. -P. 84-87.

6. Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С., Павлов С. И., Макар M. M Зондирование тлеющего разряда полидисперсными пылевыми частицами // ФНТП-2011. Т.2. -С. 190-193.

7. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Павлов С. И., Ермоленко М. А., Новиков Л. А., Эйхвальд А. И. Исследование влияния неоднородности магнитного поля на вращение плазменно-пылевых структур в стратах тлеющего разряда // ФНТП-2014.-Т.1.-С. 354-358.

8. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Павлов С. И., Ермоленко М. А., Новиков Л. А., Эйхвальд А. И. Исследование поведения пылевой структуры, образующейся над сужением разрядной трубки // ФНТП-2014. - Т. 1. - С. 305-308.

9. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Павлов С. И., Ермоленко М. А., Новиков Л. А. О механическом состоянии уединенных пылевых гранул и гранул внутри кластера в магнитном поле // ФНТП-2014. - Т.1. - С. 324-327.

10. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Павлов С. И., Ермоленко М. А., Новиков Л. А., Полищук В. А., Эйхвальд А. И. // Магнитные и механические явления в газовом разряде // ФНТП-2014. - Т.2. - С. 18-21.

11. Karasev V. Yu., Ermolenko M. A, Pavlov S. I., Selection of dust particles in the self-organized dust structures // Координационная сессия АН РФ по физике неидеальной плазмы (NPP-2013), Москва, 2013.

12. Pavlov S. I., Karasev V. Yu., Dzlieva E. S, Ermolenko M. A. Gravity-driven probe grains in the de discharge in magnetic field // Координационная сессия АН РФ по физике неидеальной плазмы (NPP-2014), Москва, 2014.

13. Karasev V. Yu., Dzlieva E. S., Ermolenko M. A., Pavlov S. I., Novikov L. A., Maiorov S. A. About the characteristics of the drift plasma particles and the dynamics of dusty particles in the mixture of gases in a magnetic field // Координационная сессия АН РФ по физике неидеальной плазмы (NPP-2014), Москва, 2014.

14. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Ермоленко М. А., Новиков J1. А., Павлов С. И. Исследование влияния краевых эффектов на динамику газа и макротел в газовом разряде в продольном магнитном поле // Труды XLI Звенигор. конф., 2014. - С. 254.

15. Pavlov S. I., Karasev V. Yu. Dependence the structure angular velocity of the concentration of particles in the dust structure // Science and progress, S.-Petersburg, 2012. - Book of abstracts - P. 119.

16. Karasev V. Yu., Pavlov S. I., Dzlieva E. S. Effect of the concentration of the particles in the dust structure angular velocity // PPPT-7, Minsk, 2012. Book of abstracts V.II - P. 805-807.

17. Павлов С. И., E.C. Дзлиева, M.А. Ермоленко, В.Ю. Карасев, JI.A. Новиков, С.А. Майоров Способ управления ионным увлечением в пылевой плазме // Труды XLII Звенигор. конф., 2015.-С. 271.

18. Павлов С. И, Е.С. Дзлиева, М.А. Ермоленко, В.Ю. Карасев, JI.A. Новиков, С.А. Майоров Динамика пылевых частиц в смеси газов в магнитном поле // Труды XLII Звенигор. конф., 2015. - С. 213.

Личный вклад. Все представленные в диссертации результаты получены автором лично или при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 Глав, разделенных на параграфы, введения, заключения и списка литературы, содержащего 91 наименование. Общий объем диссертации 124 страницы, включая 52 рисунка, 3 таблицы.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

При исследовании пылевой плазмы одним из возможных воздействий на пылевую плазму является наложение внешнего магнитного поля. Первые работы по исследованию пылевой плазмы с наложением магнитного поля опубликованы в [20-27].

1.1. Наблюдение вращения плазменного кристалла в ВЧ разряде в расходящемся магнитном поле.

В работе [20] представлен обзор исследования вращения пылевой структуры, сформированной в ВЧ разряде в присутствии магнитного поля. Схема эксперимента представлена на Рис.1. Верхний кольцевой электрод диаметром 130 мм был заземлен. В центре электрод имел стеклянную пластину диаметром 40 мм, через которую велась съемка. На нижний силовой электрод было помещено кольцо, и образовывалось радиальное обжимающее поле. Структура формировалась над нижним электродом и представляла собой монослой, из частиц меламин-формальдегида диаметром (8.9±0.1) мкм. Магнитное поле создавалось постоянным магнитом, встроенным в нижний электрод, и было направлено вниз. Величина магнитного поля в области зависания структуры 140± 5% Гс. Азимутальное движение частиц записывалось на скоростную видеокамеру со скоростью съемки до 160 к/с. Из полученных видеоматериалов авторы вычисляли угловую скорость отдельных частиц.

Рис.2 показывает карту скоростей пылевого облака, вращающегося в присутствии магнитного поля. Частицы движутся преимущественно по круговой траектории. Для небольшой вкладываемой мощности ВЧ разряда облако имело форму диска с небольшим войдом в центре, когда вкладываемую мощность увеличивали - диаметр войда значительно возрастал, и облако частиц принимало форму кольца.

grounded electrode

laser sheet

powered electrode

Рис.1. Схема экспериментальной установки по исследованию плазменного кристалла в ВЧ разряде в неоднородном магнитном поле. Рисунок взят из [20].

* " » * ■ ■ ■ > ■ ■ ■ ■ 1 ■ ■ -М» ». "

Ш ;

> и, .. I.»*

»

а) о 5 10 15 20 25 х (шш)

851....................■■■■!

Ъ) о 5 10 15 20 25 к (шш)

Рис.2. Карта скоростей частиц, вращающихся в магнитном поле. Векторы указывают на смещение частиц в 20 последовательных кадрах, а) ирр=47 В, Р=0.40 мБар, N=250*10%, 8 кадров/с, б) ирр=82 В, Р=0.30 мБар, N=450*10%, 6 кадров/с. Рисунок взят из [20].

Радиальная зависимость угловой скорости частиц показана на Рис.3 для различных значений вкладываемой мощности и при различных давлениях газа. Количество частиц, находящихся в облаке было постоянным для каждого напряжения. Как показывают авторы, при малой вкладываемой ВЧ мощности пылевое облако вращается как целое. Угловая скорость вращения не имеет значительной радиальной зависимости для всех исследуемых давлений. С ростом давления скорость вращения медленно падает. При увеличении вкладываемой ВЧ мощности кривые имеют сильную радиальную зависимость. При повышении давления угловая скорость частиц падает, и они начинают вращаться в обратном направлении. Дальнейшее повышение мощности приводит к сильному изменению угловой скорости между центром и периферией.

Парная корреляционная функция частиц представлена на Рис.4. Форма корреляционной функции не значительно зависит от давления при тех же разрядных условиях. При небольших напряжениях положение частиц в облаке более упорядоченно и фазовое состояние пылевого облака близко к кристаллическому. Но при возрастании напряжения фазовое состояние становится жидким, только с одним пиком в корреляционной функции, который приходится на меньшую радиальную координату.

Рис.5 демонстрирует зависимость размера пылевого облака от числа частиц в облаке. Радиальной зависимости угловой скорости от числа частиц при постоянных разрядных условиях не обнаружено.

Авторы описали еще одно интересное наблюдение, иллюстрирующее качественное изменение удерживающего потенциала. Первоначально частицы медленно вращаются в форме большого кольца диаметром 25 мм, Рис.ба, при резком увеличении напряжения от 100 В до 200 В частицы двигаются по спирали к центру и формируют диск диаметром 5 мм, Рис.бв. При уменьшении напряжения до первоначального облако принимает прежний размер. Оба изменения происходят в течение нескольких секунд.

л »

а

О

ч—4

с:

с:

а)

4 6 8 10 12 р (шш)

б)

4 6 8 р (глгп)

10 12

в)

Рис.3. Зависимость угловой скорости вращения от радиальной координаты. При увеличении вкладываемой мощности, рисунки а) - в), вращение становится дифференциальным и меняет направление. Кривые 1-8 на рисунках соответствуют различным давлениям. Рисунок взят из [20].

Рис.4. Парные корреляционные функции g(r). а) и б) соответствуют профилю угловой скорости на Рис. 3(а) и 3(в). Рисунок взят из [20].

0 400 800 N

1 . . . I. I . I. . . I .. .

0 2 4 6 8 10 12

р (гпш)

Рис.5. Зависимость угловой скорости вращения от радиальной координаты. Различные кривые соответствуют различному числу частиц в структуре (от 60 до 620). На вставке - зависимость внешнего радиуса облака от числа частиц. Рисунок взят из [20].

Авторы предложили объяснение механического состояния пылевых частиц в облаке и построили модель вращения пылевого облака. Исходя из этой модели, причиной вращения является сила ионного увлечения, действующая на пылевые гранулы. Азимутальная компонента силы ионного увлечения появляется из-за того, что ионы движутся в скрещенных ЁхВполях. Направление радиального поля Ег определяет направление вращения пылевого облака. Изменение направления вращения облака авторы связывают с изменением профиля потенциала, который приводит к изменению радиального электрического поля при наложении продольного магнитного поля. Если Ег направлено к стенке, то вращение происходит против часовой стрелки Т4- В), если Ег направлено к оси трубки, то вращение по часовой стрелке (йТТ В). Стоит отметить, что угловая скорость во всех представленных экспериментах по абсолютному значению не превышала 10"2 рад/с.

Далее авторы представили количественные расчеты, в которых приравняли силы, действующие на пылевую частицу: силу ионного увлечении и силу торможения о газ. Выполненные авторами оценки согласуются со значениями, полученными в эксперименте.

1.2. Исследования вращения пылевых структур в ВЧ разряде в однородном магнитном поле (опубликованные в работах Н. Сато).

Группа Н. Сато проводила исследования в разрядной камере с раздельным сегментным электродом [21]. Схема разрядной камеры представлена на Рис.7. В разрядных камерах такого типа плазма генерировалась между верхними электродами и за счет диффузии попадала в область нижестоящего «левитирующего» электрода, над которым наблюдалась пылевая структура. В некоторых модификациях разрядных камер под «левитационным» электродом располагалась еще одна пара электродов для генерации дополнительной плазмы, Рис.7б. За счет различных радиальных размеров электродов в разрядной камере была не только продольная, но и радиальная диффузия плазмы.

Л О 5 10 16 20 25 ' х (шш)

]-Л 0 5 10 15 20 25 ' х (гшп)

10 15 20 25 х (шш)

Рис.6. Три последовательных графика, показывающих:а) первоначальную,Ь) промежуточную,и с) конечную стадии сжатия кольцевого облака частиц к центральному диску после внезапного увеличения напряжения от 100 В до 200 В. Рисунки взяты из [20].

CCD CAMERA

x?

DUST DROPPER

О

CATHODE

LEVITAT10I ELECTROD

CCD CAMERA

Vdc

I/

CYLINDRICAL LENS

""¡Vc >

a)

PARTICLES CATHODE I

FLOATI ELECTR

ITATION CTRODE

MAGNETIC FIELD

6)

Рис.7, а) Конструкция разрядной камеры с разделенным сегментным электродом, б) поясняющая схема. Рисунки взяты из [21].

Радиальный профиль потенциала в области левитации частиц регулировался путем изменения потенциалов основной и дополнительной плазмы. Увеличивая радиальный удерживающий потенциал в присутствии продольного магнитного поля, авторы получили плазменно пылевую структуру в форме вертикального столба, Рис.8. При увеличении радиального удерживающего потенциала диаметр столба уменьшался. Дальнейшее сжатие, производимое уменьшением радиуса «левитационного» электрода, приводит к тому, что форма пылевого облака из столба преобразуется в единственную вертикально ориентированную цепочку. При некоторых условиях структура была не стабильна - возникали пылеакустические волны и конвективные вихревые потоки.

При наложении слабого магнитного поля до 400 Гс на пылевую структуру, образованную в такой разрядной камере, наблюдалось азимутальное движение пылевого облака в горизонтальном сечении. Авторами была получена зависимость скорости вращения пылевого облака от радиальной координаты г, для двух величин магнитного поля В = 120 Гс и В =390 Гс, Рис.8. В результате было обнаружено, что линейная скорость вращения пылевых частиц пропорциональна радиальной координате. Это означает, что угловая скорость, которая получается порядка 0.1 рад/с (больше чем циклотронная частота вращения пылевой частицы) не зависит от радиальной координаты. Угловая скорость возрастает с ростом магнитного поля, а межчастичное расстояние остается неизменным.

Авторами было обнаружено, что вращение пылевого облака зависит от плотности частиц. Когда плотность частиц мала, вращения не наблюдалось, оно начиналось, когда количество частиц в облаке становилось предельным (как описали авторы, достаточным для обеспечения сильного кулоновского взаимодействия между частицами). Угловая скорость вращения возрастает с ростом плотности пылевых частиц в облаке. Так, например, в случае, когда облако принимало форму вертикальной цепочки, вращение не наблюдалось. Когда структура состояла из двух цепочек, вращение возникало при В = 1000 Гс, а когда из трех цепочек - при В = 100 Гс.

Также в работе продемонстрированы детальные измерения угловой скорости вращения частиц в присутствии продольного магнитного поля в разрядной камере, схематически изображенной на Рис.9, в ВЧ-разряде и разряде постоянного тока. В такой конфигурации разрядной камеры верхний сегментированный электрод разделен на две части: проводящий прозрачный центральный диск, на который подавалось напряжении УА относительно внешнего кольцевого электрода, который в свою очередь был заземлен вместе с разрядной камерой. Частицы левитировали над центральной частью нижнего электрода, как показано на Рис.9. Присутствие продольного магнитного поля инициировало азимутальное вращение пылевых частиц. Результаты, полученные авторами в ВЧ-разряде и разряде постоянного тока, были подобными. Но из-за сложности создания стабильной симметричной структуры в разряде постоянного тока они представили только результаты для ВЧ-разрядной плазмы.

Было обнаружено, что вращение пылевых частиц очень чувствительно к потенциалу УА, подаваемому на верхний электрод. На Рис.10, представлена угловая скорость как функция от потенциала УА с магнитным полем в качестве параметра. При УА<0 вращение происходило в так называемом диамагнитном направлении, <у Т'Г 5, а при УА>0 - в парамагнитном направлении, а 14 В. Угловая скорость возрастает с ростом абсолютного значения потенциала Уд, и становиться равной нулю при отрицательном потенциале в несколько вольт. Также авторы обнаружили увеличение угловой скорости вращения с ростом продольного магнитного поля, Рис. 11, была получена возрастающая зависимость угловой скорости вращения от вкладываемой мощности, Рис.12. Интерпретацию наблюдаемых явлений авторы в своей работе не приводят.

Рис.8, а) Структура, созданная в магнитном поле в форме столба, б) Вертикальная цепочка из частиц, полученная при обжимающем радиальном поле. На вставке -вид сверху. Рисунок взят из [21].

Рис.9. Линейная скорость вращения в зависимости от радиальной координаты в магнитном поле. Газ аргон, давление 0.22 Topp, разрядный ток 0.5 мА. Рисунок взят из [21].

GROUND(ANODE)

I^Hi

t

ЯШШШШ

H'

в

mu

CATHODE

GROUND

A„

t

В

• • • • •

RF ELECTRODE

HKSH"

Prf 6)

Рис.10, а) Конструкция разрядной камеры для ВЧ разряда, б) конструкция разрядной камеры для тлеющего разряда. Рисунок взят из [21].

1 0

3

-2

-20 -10 0 10

Рис.11. Зависимость угловой скорости вращения со от приложенного между центральным диском и внешним кольцом потенциала УА при разных магнитных полях. Давление 76 мТорр, вкладываемая в ВЧ разряд мощность 5Вт. Рисунок взят из [21].

I

з

В=0.12 кв В=0.60 кй В=1.20 кв В=1.80кв В=2.40 кв В=3.00 кв

—г

О ♦

а □ □ о а

оооооооо

.-'.-¡Г

4

10 20 30 40 В[кС]

Рис.12. Зависимость угловой скорости вращения со от магнитного поля. Рисунок взят из [21].

€

5 10

ът

15

Рис.13. Зависимость угловой скорости вращения со от вкладываемой в разряд мощности при различном потенциале, подаваемом на верхний электрод. При потенциале -2.5 В вращение отсутствует. Рисунок взят из [21].

1.3. Исследование вращательного движения плазменно-пылевых структур в стратах.

Помимо описанных выше экспериментов по исследованию плазменно-пылевых структур в специально сконструированных разрядных камерах существует возможность наблюдать пылевые структуры в стоячих стратах тлеющего разряда. В силу неоднородности падения потенциала в тлеющем разряде [28-32] страта представляет собой потенциальную ловушку для пылевых частиц.

1.3.1. Исследования плазменно пылевых структур в магнитном поле, выполненные в СПбГУ.

Впервые исследования плазменно пылевых структур в стратах в магнитном поле проводились в работах [22,23], в которых применялось магнитное поле до 150 Гс. Исследование в магнитном поле до 400 Гс, в котором была обнаружена инверсия направления вращения без изменения направления магнитного поля, появились в [24-26].

Эксперимент выполнялся в стратах в тлеющем разряде неона при давлении 0.7 Topp и токе 2.5 мА [26]. Пылевая структура формировалась в страте из частиц ниобата лития размером от 1 до 4 мкм произвольной формы, которые инжектировались в разряд из контейнера, Рис.14. При воздействии на страту магнитным полем наблюдали изменение формы страты, а также структуры в ней. Наблюдения проводили за несколькими горизонтальными сечениями структуры при каждом значении магнитного поля. Производилась видеозапись азимутального движения сечения, длительность видеозаписи до 4 секунд (100 кадров). На Рис.15, представлено вертикальное сечение структуры.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Павлов, Сергей Иванович, 2015 год

ЛИТЕРАТУРА.

1. Complex and dusty plasmas: from laboratory to space / Fortov V. E., Mofill G. E.

- NewYork: Taylor & Francis Group, 2010. - 418 p.

2. Introduction to Dusty Plasma Physics / Shukla P. K., Mamun A. A. - Bristol: Institute of Physics Publishing, 2002. - 395 p.

3. Dusty Plasmas: Physics, Chemistry, and Technological Impact in Plasma Processing / Edited by A. Bouchoule. - NewYork: John Wiley & Sons, 1999. - 408 p.

4. Цытович В. H. Плазменно-пылевые кристаллы, капли и облака // УФН. -1997.-Т. 167.-С. 57-99.

5. Physics and Applications of Complex Plasmas / Vladimirov S. V., Ostrikov K., and Samarian A. A. - London: Imperial College Press, 2005. - 439 p.

6. Фортов В. E., Храпак А. Г., Храпак С. А., Молотков В. И., Петров О. Ф. Пылевая плазма // УФН. - 2004. - Т. 174. № 5. - С. 495-544.

7. Игнатов А. М. Физические процессы в пылевой плазме // Физика плазмы. -2005.-Т. 31. № 1.-С. 52-63.

8. Физика неидеальной плазмы / Фортов В. Е., Храпак А. Г., Якубов И. Т. - М.: Физматлит, 2004. - 528 с.

9. Цытович В. Н., Морфилл Г. Е., Томас X. Комплексная плазма: IV. Теория комплексной плазмы. Приложения // Физика плазмы. - 2004. - Т. 30. № 10. - С. 877-929.

10. Материалы лекций школ по физике низкотемпературной плазмы / Под ред. А. Д. Хахаева. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. - 360 с.

11. Цытович В. Н. Развитие физических представлений о взаимодействии плазменных потоков и электростатических полей в пылевой плазме // УФН. -2007. - Т. 177. № 4. - С. 427^172.

12. Цытович В. Н., Морфилл Г. Е., Томас X. Комплексная плазма: I. Комплексная плазма как необычное состояние вещества // Физика плазмы. - 2002.

- Т. 28. № 8. - С. 675-707.

13. Морфилл Г. Е., Цытович В. Н., Томас X. Комплексная плазма: И. Элементарные процессы в комплексной плазме // Физика плазмы. - 2003. - Т. 29. № 1. - С. 3-36.

14. Томас X., Морфилл Г. Е., Цытович В. Н. Комплексная плазма: III. Эксперименты по сильной связи и дальним корреляциям // Физика плазмы. -2003. - Т. 29. № 11. - С. 963-1030.

15. Elementary Physics of complex plasmas / Tsytovich V. N., Morfill G. E., Vladimirov S. V., Thomas H. M. - NewYork: Springer, 2008. - 384 p.

16. Пылевая плазма эксперимент и теория / Ваулина О. С., Петров О. Ф., Фортов В. Е., Храпак А. Г., Храпак С. А. - М.: Физматлит, 2009. - 315 с.

17. Основы физики плазмы / Голант В. Е., Жилинский А. П., Сахаров С. А. -М.: Атомиздат, 1977. - 398 с.

18. Введение в физику плазмы / Чен Ф. - М.: Мир, 1987. - 400 с.

19. Грановский B.JI. Диффузия и время жизни свободных электронов и ионов в низкотемпературной плазме в однородном магнитном поле (обзор) // Радиотехн. и Электр. - 1966. - Т. 11. № 3. - С. 386-387.

20. Konopka U., Samsonov D., Ivlev A. V., Goree J., Steinberg V., Morfill G. E. Rigid and differential plasma rotation induced by magnetic fields // Phys. Rev. E. 2000. -V. 61. № 2. - P. 1890-1898.

21. Sato N., Uchida G., Kaneko Т., Shimizu S., Iizuka S. Dynamics of Fine Particles in magnetized plasmas // Physics of Plasmas. - 2001. - V. 8. № 5. - P. 1786-1790.

22. Дзлиева E. С., Карасев В. IO., Эйхвальд А. И. Исследование магнитомеханического эффекта в газовом разряде с помощью пылевых частиц // Опт. и Спектр. - 2002. - Т. 92. № 6. - С. 1018-1023.

23. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. О гипотезе вращения газа в магнитомеханическом эффекте // Опт. и Спектр. - 2004. - Т. 97. № 1. - С. 107-113.

24. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. Воздействие продольного магнитного поля на плазменно-пылевые структуры в стратах в тлеющем разряде // Опт. и Спектр. - 2005. - Т. 98. № 4. - С. 621-626.

25. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И, Дзлиева. Е. С. Возникновение вращательного движения плазменно-пылевых структур в стратах в тлеющем разряде в магнитном поле // Опт. и Спектр. - 2006. - Т. 100. № 3. - С. 499-506.

26. Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S., Ivanov A. Yu., Eikhval'd A. I. Rotational motion of dusty structures in glow discharge in longitudinal magnetic field // Phys. Rev. E. -2006. -V. 74. № 6. - P. 066403.1-12.

27. Васильев M. M., Дьячков JI. Г., Антипов С. Н., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Плазменно-пылевые структуры в магнитных полях в разряде постоянного тока // Письма в ЖЭТФ. - 2007. - Т. 86. № 6. - С. 414-419.

28. Клярфельд Б. Н. Образование страт в газовом разряде // ЖЭТФ. - 1952. - Т. 22,-С. 66-77.

29. Недоспасов А. В. Страты // УФН. - 1968. - Т. 94. № 3. - С. 439^162.

30. Ланда П. С., Мискинова Н. А., Пономарев Ю. В. Ионизационные волны в низкотемпературной плазме // УФН. - 1980. - Т. 132. № 4. - С. 601-637.

31. Пекарек Л. Ионизационные волны (страты) в разрядной плазме // УФН. -1968. - Т. 94. № 3. - С. 463-497.

32. Golubovskii Yu. В., Kozakov R. V., Maiorov V. A., Behnke J., and Behnke J. F. Nonlocal electron kinetics and densities of excited atoms in S and P striations // Phys. Rev. E. - 2000. - V. 62. - P. 2707-2720.

33. Karasev V. Yu., Dzlieva E. S., Ivanov A. Yu., Eikhval'd A. I., Golubev M. S., Ermolenko M. A. Single dust-particle rotation in glow-discharge plasma // Phys. Rev. E. -2009. - V. 79.-P. 026406.1-6.

34. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И., Дзлиева. Е. С. О наблюдении вращательного движения пылевых частиц, помещенных в низкотемпературную плазму // Вестник СПбГУ, Серия 4. - 2008. - № 4. - С. 115-118.

35. Barnes М; S., Keller J. Н., Forster J. S., O'Neill J. A., Coultas D. K. Transport of dust particles in glow discharge plasmas // Phys. Rev. Lett. - 1992. - V. 68. - P. 313316.

36. Есенков В. E., Усачев А. Д., Зобнин А. В., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Исследование силы ионного увлечения, действующей на пылевые частицы в

плазме тлеющего разряда постоянного тока // Материалы конф. ФНТП-2004. Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. - Т. 2. - С. 219-226.

37. Khrapak S. A., Ivlev А. V., Morfill G. Е., Thomas H. M. Ion drag force in complex plasmas//Phys. Rev. E.-2002.-V. 66.-P. 046414.1-046414.5.

38. Bickerton R. J., Engel A. The Positive Column in a Longitudinal Magnetic Field. Proc. Phys. Soc. B. - 1956. - V. 69. № 4. - P. 468^81.

39. Карасев В.Ю., Семенов Р.И., Чайка М.П., Эйхвальд А.И. Радиальное электрическое поле в плазме ПС разряда низкого давления. // Опт. и Спектр. — 1995. - Т.78. В.З. - С. 393-396.

40. Голубовский Ю. Б., Нисимов С. У., Сулейменов Э. И. О двумерном характере страт в разряде низкого давления в инертных газах // ЖТФ. - 1994. - Т. 64. № 10.-С. 54-61.

41. Голубовский Ю. Б., Нисимов С. У. О двумерном характере страт в разряде низкого давления в инертных газах. II // ЖТФ. - 1995. - Т. 65. № 1. - С. 46-54.

42. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И., Дзлиева. Е. С. Влияние магнитного поля на форму пылевых структур // Вестник СПбГУ, Серия 4. - 2008. - № 2. С. - 120-126.

43. Nedospasov А. V. Motion of plasma-dust structures and gas in magnetic field // Phys. Rev. E. -2009. -V. 79. - P. 036401.1-6.

44. Недоспасов А. В., Соболев С. С., // ЖТФ. - 1966 - Т. 36, -С. 1758.

45. Уразаков Э. И. Некоторые данные о вращательном магнито-механическом эффекте в плазме низкого давления // ЖЭТФ. - 1963 - Т.44. В.1. - С. 41-44.

46. Грановский В. Л., Уразаков Э. И. Вращательный магнито-механический эффект в плазме низкого давления // ЖЭТФ. - 1960. - Т. 38. № 4. - С. 1354-1355.

47. Захарова В. М., Каган Ю. М., Перель В. И. Спектральное наблюдение вращения положительного столба разряда в магнитном поле // Опт. и Спектр. -1961.-Т. 11. В. 6.-С. 777-779.

48. Захарова В. М., Каган Ю. М. О вращении положительного столба разряда в магнитном поле // Опт. и Спектр. - 1965. - Т. 19. № 6. - С. 140-141.

49. Карасев В. Ю., Семенов Р. И., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Эксперименты по магнито-механическому эффекту // Опт. и Спектр. - 1998. - Т.84. В.6. - С.910-912.

50. Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И., Щего Ц. Измерение магнитомеханического эффекта в газовом разряде // Опт. и Спектр. - 2001. - Т.91. В.1.-С. 34-36.

51. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Об измерении скоростей вращения в магнитомеханическом эффекте. // Материалы конф. ФНТП-2001. Петрозаводск, 2001, T.l. -С.226-227.

52. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Применение стабилизированного гелий-неонового лазера для исследования магнитомеханического эффекта // Сб. 'Лазерные исследования в СПбГУ'. Санкт-Петербург, 2003. - С.286-294.

53. Chaika М. P., Eichvald A. I., Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S. Application of the Dust Particles for Investigation of the Magneto-mechanical Effect // Intern. Conf. PPPT-3. Minsk, 2000, V.l, - P. 334-335.

54. Дзлиева E. С., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Использование пылевых частиц для исследования магнитомеханического эффекта. Материалы конф. ФНТП-2001, Петрозаводск, 2001 Т.2. - С. 117-119.

55. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. Изучение магнитомеханического эффекта в газовом разряде с помощью пылевых частиц // Мат. конф. ОМИП-2003, Москва, 2003, - С. 254-257.

56. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. Применение пылевых частиц для исследования магнитомеханического эффекта // Материалы школы 'Методы и техника экспериментального исследования процессов самоорганизации упорядоченных структур в плазменно-пылевых образованиях', Петрозаводск, -2002 (2004).-С. 251-262.

57. Цендин Л. Д. Ионизационные и дрейфово-температурные волны в средах с горячими электронами // ЖТФ. - 1970. - Т. 40. - С. 1600-1608.

58. Sato N. Spinning motion of fine particles in plasmas // AIP Conference Proceedings. New York: AIP. - 2005. - V. 799. - P. 97-104.

59. Thomas E. Observations of high speed particle streams in dc glow discharge dusty plasmas//Physics of Plasmas.-2001.-V. 8. № l.-P. 329-333.

60. Thomas. Jr. E., Annratone В. M., Morfill G. E., Rothermel H. Measurements of forces acting on suspended microparticles in the void region of a complex plasma // Phys. Rev. E. - 2002. - V. 66. - P. 016405.1 -7.

61. Fortov V. E., Petrov O. F., Usachev A. D., Zobnin A. V. Micron-sized particle-charge measurements in an inductive rf gas-discharge plasma using gravity-driven probe grains // Phys. Rev. E. -2004. -V. 69. - P. 046415.1-6.

62. Карасев В. IO., Эйхвальд А. И., Дзлиева. E. С. Применение зондирующих пылевых частиц для исследования стратифицированного разряда с плазменно-пылевыми структурами в магнитном поле // Опт. и Спектр. - 2006. - Т. 101. № 3. -С. 511-517.

63. Липаев А. М., Молотков В. И., Нефедов А. П., Петров О. Ф., Торчинский В. М., Фортов В. Е., Храпак А. Г., Храпак С. А. Упорядоченные структуры в неидеальной пылевой плазме тлеющего разряда // ЖЭТФ. - 1997. - Т. 112. № 6. -С. 2030-2044.

64. Бульба А. В., Луизова Л. А., Подрядчиков С. Ф., Хахаев А. Д., Щербина А. И. Самоорганизация и рост пылевых структур в тлеющем разряде // Химия высоких энергий. - 2006. - Т. 40. № 2. - С. 155-160.

65. Балабанов В. В., Василяк Л. М., Ветчинин С. П. Влияние градиента температуры газа на пылевые структуры в плазме тлеющего разряда // ЖЭТФ. -2001.-Т. 119. № 1.-С. 99-106.

66. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Зимнухов В. С., Поляков Д. Н., Фортов В. Е. Пылевые частицы в термофоретической ловушке в плазме // ЖЭТФ. - 2003. - Т. 123. №3.- С. 493-497.

67. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Поляков Д. Н., Фортов В. Е. Формирование пылевых структур сложной формы в плазме при неоднородном выделении тепла //ЖЭТФ-2005.-Т. 127. №5.-С. 1166-1172.

68. Недоспасов А. В. О вращении газа в разрядах в продольном магнитном поле // Материалы конф. Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС. Звенигород, 2009.

69. Maiorov S. A., Ramasanov Т. S., Dzhumagulova К. N., Dosbolayev М. К., Jumabekov А. N. Investigation of plasma-dust structures in He-Ar gas mixture // Phys. Plasm. - 2008. - V. 15 - P. 093701.

70. Антипов C.H., Васильев M.M., Майоров C.A., Петров О.Ф., Фортов В.Е. Плазменно-пылевые структуры в Не-Kr тлеющем разряде постоянного тока // ЖЭТФ. - 2011. - Т.139. - С. 554-567.

71. Майоров С. А. О влиянии столкновений ионов на характеристики плазменно-пылевых структур // Физика Плазмы. - 2006. — Т. 32. - С. 802-815.

72. Майоров С. А. О дрейфе ионов в газе во внешнем электрическом поле // Физика Плазмы. - 2009. - Т. 35. -С. 869-880.

73. Майоров С. А. О сверхзвуковом потоке ионов в экспериментах с плазменно-пылевыми структурами // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 2006. - No 6. -С. 19-24.

74. Майоров С. А. Расчет характеристик дрейфа электрона в неоне при постоянном электрическом поле // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 2009. -No 10.-С. 17-23.

75. Майоров С. А. О сверхзвуковом потоке ионов в легком газе // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 2007. - No 7. - С. 15-20.

76. Майоров С. А., Коэффициенты переноса электронов в смеси гелия с ксеноном // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 2014. - 40, № 9. 3 - С. 20-30.

77. Cheung F., Samarian Al., James В. The rotation of planar-2 to planar-12 dust clasters in an axial magnetic field // New Jour. Phys. - 2003. - V. 5. - P. 75.1-15.

78. Ishihara O., Kamimura Т., Hirose К. I., Sato N. Rotation of two-dimension Coulomb cluster in a magnetic field // Phys. Rev. E. - 2002. - V. 66. - P. 046406.1-4.

79. Hou L. J., Wang Y. N., Miscovic Z. L. Formation and rotation of two-dimensional Coulomb crystals in magnetized complex plasma // Physics of Plasmas. -2005.-V. 12.-P. 042104.1-9.

80. Carstensen J., Greiner F., Hou L. J., Maurer H., Piel A. Effect of neutral gas motion on the rotation of dust clusters in an axial magnetic field // Physics of Plasmas. -2009.-V. 16.-P. 013702.1-8.

81. Fortov V. E., Nefedov A. P., Molotkov V. I., Poustylnik M. Y. and Torchinsky V. M. Dependence of the dust-particle charge on its size in a glow-discharge plasma // Phys. Rev. Lett. -2001. -V. 87. -P. 205002.1-4.

82. Райзер Ю. П. Физика газового разряда / М.: Наука, 1992. - 536 с.

83. Электрический ток в газе. Установившийся ток. / Грановский В. JL - М.: Наука, 1971.-544 с.

84. Golubovskii Yu. В., Wilke С., Kozakov R. V., Behnke J., Nekutchaev V. O. Resonance effects in the electron distribution function formation in spatially periodic fields in inert gases // Phys Rev E. - 2003 - V. 68. - P. 026404.1-8.

85. Кинетика электронов в неравновесной газоразрядной плазме / Голубовский Ю. Б., Кудрявцев А. А., Некучаев В. О., Порохова И. А., Цендин JI. Д. - СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2004. - 248 с.

86. Golubovskii Yu. В., Skoblo A. Y., Wilke С., Kozakov R. V., Behnke J., Nekutchaev V. O. Kinetic resonances and stratification of the positive column of a discharge. //Phys Rev E. -2005 -V. 72.-P. 026414.1-10.

87. Nedospasov A. V. Gas rotation in a stratified positive column of discharge in longitudinal magnetic field // EPL. - 2013. - V. 103. - P.25001.1-5.

88. Nedospasov A. V., Nenova N. V. Gas rotation in discharge with moving strata in longitudinal magnetic field // EPL. - 2014. - V. 108. - P.45001.1-4.

89. D'yachkov L. G., Petrov O. F., Fortov V. E. Dusty plasma structures in magnetic DC discharges // Contr. Plasma Phys. - 2009. - V. 49. № 3. - P. 134-147.

90. Дьячков JI. Г. Механизмы вращения плазменно-пылевых структур в разрядах постоянного тока в продольном магнитном поле // Материалы конф. ФНТП-2011. Петрозаводск: ПетрГУ, - 2011. - Т. 2. - С. 152-158.

91. Vasiliev М. М., D'yachkov L. G., Antipov S. N., Huijink R., Petrov O. F., Fortov V. E. Dynamics of dust structures in a dc discharge under action of axial magnetic field // EPL. - 2011. - V. 93. - P. 15001.1 -6.