REAL

Fázisátalakulás és kollektív dinamika kétdimenziós sokrészecske rendszerekben = Phase transition and collective dynamics of two-dimensional many-particle systems

Hartmann, Péter (2013) Fázisátalakulás és kollektív dinamika kétdimenziós sokrészecske rendszerekben = Phase transition and collective dynamics of two-dimensional many-particle systems. Project Report. OTKA.

[img]
Preview
PDF
75113_ZJ1.pdf

Download (176kB) | Preview

Abstract

Poros plazma rendszert használtam a hagyományos (atomos) anyagokban lejátszódó kollektív jelenségek kvalitatív modellezésére. Ehhez egy gázkisülésen alapuló kísérleti berendezést építettem, valamint molekuladimanikai szimulációkat fejlesztettem. Kísérletileg kimutattam az elektromosan töltött, erősen csatolt részecske kettősrétegekben megjelenő optikai hullámmódusok jelenétét. Megmértem az egyrétegű poros plazma komplex viszkozitását az erősen csatolt folyadék fázisban. Kimutattam, a rendszer nem-Newtoni statikus és az erősen nemlineáris dinamikus reológiáját. Szimulációval vizsgáltam az egyensúlyi olvadás mechanizmusát kétdimenziós Yukawa és dipólus rendszerekben. Megállapítottam, hogy a rendszerméret növelése mellett az általában elhanyagolt relaxációs idő megnövelése is szükséges ahhoz, hogy egyensúly közeli állapotot tudjunk elérni, amely esetén a népszerű KTHNY elmélet által jósolt hexatikus fázis nem jelenik meg. Szimulációval vizsgáltuk nagy külső mágneses terek hatását az egyrétegű Yukawa rendszerek termikusan gerjesztett fluktuácio-spektrumára. Fenomenológikus elméleti leírást adtunk a megjelenő magas harmonikusok diszperziójának leírására. Szimulációval vizsgáltam a szuperparamágnes részecskék és gyenge külső mágneses tér alkalmazása mellett a poros plazma kísérletekben várható alapállapotok szerkezetét. Megmutattam, hogy a külső tér irányának és nagyságának változtatásával lényegesen különböző kristályszerkezetek állíthatók elő. | Dusty plasma system was used as a model system to uncover the microscopic details of different collective phenomena happening in normal (atomic) materials. For this I have constructed and built a gas-discharge based experimental equipment and developed molecular dynamics simulation codes. I have experimentally demonstrated that electrically charged, strongly coupled particle bilayers develop optical wave dispersions, which have purely correlational origin. I’ve measured the frequency dependent complex viscosity of a single-layer dusty plasma in the liquid phase. I’ve shown that the non-Newtonian system exhibits a highly non-linear static and dynamic rheology. Our numerical simulations on the melting of two dimensional dipole and Yukawa systems show, that with extrapolating the relaxation time to infinity results in the disappearance of the hexatic phase predicted by the popular KTHNY theory. Numerical investigations of the effect of large external magnetic fields on the single-layer Yukawa systems’ thermally excited fluctuation spectrum revealed the existence of high harmonic excitations. Phenomenological theoretical description was given to describe the resulting dispersion of these harmonics. Simulations of super-paramagnetic particles in weak external magnetic fields have shown that altering the external fields’ direction and magnitude creates significantly different crystal structures in 2D.

Item Type: Monograph (Project Report)
Uncontrolled Keywords: Fizika
Subjects: Q Science / természettudomány > QC Physics / fizika
Depositing User: Kotegelt Import
Date Deposited: 01 May 2014 06:13
Last Modified: 15 Jul 2014 12:22
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/12358

Actions (login required)

Edit Item Edit Item