Ultracold ions wake in dusty plasmas

2020

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1088/1367-2630/ab7bd2
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract Motivated by the recent experimental realization of ultracold dusty plasma (2019 Sci. Rep. 9 3261), we present the results of particle-in-cell simulation with Monte-Carlo-collisions for wake behind a dust particle due to focusing of ions at superfluid helium temperature (∼2 K). Dynamical screening (wakefield) defines structural and dynamical properties of charged dust particles in plasmas such as phase transition, crystal formation, vibration modes (waves) etc. Here, we delineate in detail the dependence of wake strength on the streaming velocity of ions and on the ion-neutral charge exchange collision frequency (neutrals density) in the ultracold dusty plasma. Lowering the temperature to ultracold level leads to a wake pattern behind a dust particle that completely differs from the wake at normal conditions. For wide range of parameters, most remarkable features of the wakefield are (i) the formation of wake pattern with two maxima split in transverse to ion flow direction in the downstream area, (ii) pronounced inverse V shape of the wakefield closely resembling the wake in quark-gluon plasma and dense quantum plasma (warm dense matter), and (iii) the inter-dust attraction region in transverse direction. The latter shows that molecule-like interaction between dust particles is realized in ultracold dusty plasmas. These observations show a fundamental difference of ultracold dusty plasma physics from well studied complex plasmas at normal conditions.