Pesan Populer

Pilihan Editor - 2019

Di atas ISS, peneliti menyelidiki perilaku debu kompleks dalam plasma

Anonim

400 kilometer di atas Bumi, para peneliti memeriksa gelombang dalam plasma yang kompleks di bawah kondisi mikro-gravitasi dan menemukan bahwa mikropartikel berperilaku dengan cara yang tidak seragam di hadapan berbagai medan listrik. Mereka melaporkan beberapa temuan pertama dari Plasma-Kristall 4 (PK-4) percobaan dalam Fisika Plasmas, dari AIP Publishing.

iklan


PK-4 adalah kolaborasi antara European Space Agency dan Russian State Space Corporation "Roscosmos" untuk menyelidiki plasma kompleks. Plasma kompleks atau berdebu mengandung elektron, ion dan gas netral, serta mikropartikel seperti butiran debu. Mikropartikel menjadi bermuatan tinggi dalam plasma dan berinteraksi kuat satu sama lain, yang dapat menyebabkan cairan atau bahkan perilaku kristal dalam plasma kompleks. Sifat yang paling penting dari sistem semacam itu adalah bahwa penyelidikan fenomena fisik dapat dilakukan pada tingkat partikel individu (mikro) yang memungkinkan wawasan baru ke dalam fisika cairan dan keadaan padat.

Gravitasi mendistorsi eksperimen plasma paling kompleks di Bumi, sehingga lingkungan mikrogravitasi di Stasiun Luar Angkasa Internasional memungkinkan penelitian yang tidak mungkin. Pada Februari 2017, para peneliti dari DLR-Institute of Materials Physics in Space di German Aerospace Centre (DLR) dan Institut Bersama untuk Suhu Tinggi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia mengamati gelombang kepadatan debu atau gelombang suara yang terlihat saat mereka bergerak melalui plasma kompleks. .

Dalam percobaan, awan mikropartikel hanyut dalam plasma dengan arus searah yang konstan dan membentuk pola gelombang yang mendebarkan sendiri. Setelah itu, polaritas pembuangan terbalik. Meskipun kekuatan medan hampir identik untuk kedua polaritas buang, pola gelombang menunjukkan bifurkasi: Sebuah puncak gelombang baru terbentuk antara dua puncak tua di kepala awan mikropartikel.

"Temuan yang paling menarik adalah kecepatan gelombang ini sangat tergantung pada medan listrik, yang menarik gelombang, " kata Mikhail Pustylnik, seorang penulis di atas kertas. "Kami berharap untuk menghadapi jenis-jenis gelombang dalam situasi astrofisika di mana Anda mungkin memiliki debu - di ekor komet, misalnya."

"Banyak proses plasma juga digunakan dalam industri semikonduktor, " kata Pustylnik. Debu menimbulkan tantangan besar bagi industri semikonduktor karena partikel dapat merusak wafer silikon selama pembuatan. Mulai musim gugur ini, para peneliti merencanakan eksperimen tambahan yang akan memvariasikan kisaran medan listrik dengan mengalihkan polaritas debit.

iklan



Sumber Cerita:

Materi yang disediakan oleh American Institute of Physics . Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjang.


Referensi Jurnal :

  1. S. Jaiswal, MY Pustylnik, S. Zhdanov, HM Thomas, AM Lipaev, AD Usachev, VI Molotkov, VE Fortov, MH Thoma, OV Novitskii. Gelombang densitas debu dalam plasma kompleks mengalir dc dengan polaritas pembalikan debit . Fisika Plasmas, 2018; 25 (8): 083705 DOI: 10.1063 / 1.5040417