Plazmafizikai sokrészecske-rendszerek modellezése = Modeling of plasmaphysical many-body systems

Hartmann, Péter (2009) Plazmafizikai sokrészecske-rendszerek modellezése = Modeling of plasmaphysical many-body systems. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 49991_ZJ1.pdf Download (135kB)

Abstract

A jelen pályázat keretében plazmafizikai alapjelenségeket vizsgáltunk elsősorban numerikus modellezés és számítógépes szimulációk segítségével. Figyelmünket az erősen csatolt plazmák és az alacsony nyomású gázkisülések tanulmányozására koncentráltuk. Az erősen csatolt plazmák az anyagnak olyan állapotai, ahol az alkotó részecskék (ezek lehetnek elektronok, ionok vagy elektromosan töltött porszemcsék is) közötti kölcsönhatás (Coulomb vagy Yukawa jellegű) lényegesen felülmúlja a véges hőmérsékletből adódó rendezettlenséget. Ilyen több asztrofizikai objektumban, fémekben, ioncsapdákban, részecskegyorsítókban és poros plazma kísérletekben fordul elő. Vizsgáltunk 2-, és 3-dimenziós, valamint rétegelt rendszereket széles paraméter tartományban. Szerkezeti, termodinamikai és transzport tulajdonságokat, valamint a sokrészecske-rendszerek kollektív dinamikáját (elsősorban hullámdiszperziót) tanulmányoztuk. Ízelítő a legérdekesebb eredményekből: 2-dimenziós Yukawa rendszerekben superdiffúziót, 2-, és 3-dimenziós rendszerekben nem-Newtoni nyírási viszkozitást mutattunk ki. Elektro-lyuk kettősrétegek hullámdiszperziója gap-elt módust mutat, amely energia-gap egyértékű a kristályos fázisban is. Kváz-iklasszikus kvark-gluon plazma modellünk egy lehetséges fűtési mechanizmust és a hadronizációs küszöb felé csökkenő viszkozitást mutat. | In this project we have investigated some of the basic processes of plasmas primarily by means of numerical modeling and computer simulations. We have focused our attention on the physics of strongly coupled plasmas and low pressure gas discharges. Strongly coupled many-particle systems (which can be electrons, ions or even electrically charged dust particles) are states of matter where the inter-particle interaction (of Coulomb or Yukawa type) dominates over the thermal random motion in the system. Such systems can be found in several astrophysical objects, metals, ion traps, particle accelerators and dusty plasma experiments. We have investigated the structural, thermodynamic and transport properties, and collective excitations (mainly wave dispersion) of 2- and 3-dimensional particle ensembles and layered structures in a wide parameter range. Some of the most interesting results: In 2-dimensional systems we have found super-diffusion, in 2- and 3-dimensions we have sown the non-Newtonian nature of the shear viscosity at large shear rates. For electro-hole bilayers we have identified the so called out-of-phase oscillation modes which are gaped modes, and this finite energy gap is single valued also in the crystalline phase. Or quasi-classical model for the quark-gloun system shows a possible heating mechanism of the system, and decreasing shear viscosity approaching the hadronization temperature.

Actions (login required)

Edit Item