Von Plasmakristallen zum Universum – ICPDP Tag 3

BLOG: Zündspannung

Blick über den Plasmarand
Zündspannung

Das Thema des dritten Tags der ICPDP waren Plasmakristalle, das heißt die kristalline Phase eines Komplexen Plasmas. A. Gavrikov aus Moskau (der Doktorand des eigentlich angekündigten O. Petrov und damit einer der wenigen jungen Vortragenden) berichtete von dem Verhalten der Mikroteilchen unter dem Einfluss von externen Feldern, Strahlung und Teilchenstrahlen. Er stellte einige Versuche zu Komplexen Plasmen in Magnetfeldern vor (Rotation der Teilchenwolke). Wird das System mit einem starken Laser beleuchtet, kann der Fluss der Teilchen beobachtet werden. Mit Hilfe eines Elektronenstrahls können sehr hohe Ladungen erreicht werden.

Als nächstes sprach D. Block von der Universität Kiel von der Struktur und Dynamik einer "endlichen" (nur wenige Teilchen) dreidimensionalen Teilchenwolke, die Ähnlichkeiten mit Ionenkristallen aufweist. Interessant war hierbei auch die vorgestellte Analysemethode: es wird ein Hologramm mithilfe einer Kamera aufgenommen, das dann numerisch ausgewertet wird und es erlaubt, die dreidimensionalen Positionen aller Teilchen simulan aufzunehmen. Es wurden nur Daten von einer sehr kleinen Wolke vorgestellt, es wäre interessant zu sehen, ob diese Methode auch für übliche Cluster verwendbar ist.

V. Nosenko aus unserer Gruppe stellte seine Experimente zu Dislokationen in Plasmakristallen vor, deren Wachstum auf dem kinetischen (Teilchen-) Level beobachtet wurden. Dabei untersuchte er eine Lage Mikroteilchen bei sehr niedrigem Druck, die durch das Magnetfeld der Erde langsam rotierte.

M. Rubin-Zuzic, ebenfalls aus Garching, sprach danach über Versuche, in denen die Wechselwirkung von verschiedenen Teilchengrößen untersucht wurde. Dabei wurden auf der Raumstation Teilchen in eine schon vorhandene Wolke eingestreut und bildeten dabei Gassen aus. Die Analyse solcher Versuche ist schwierig, da man in den Bildern kaum die eine Teilchengröße von der anderen unterscheiden konnte. In den hier vorgestellten Experimenten wurde dafür ein Gabor-Filter verwendet.

Der nächste Vortrag, von I. Kourakis, handelte von lokalen Anregungen in Komplexen Plasmen und den Wellen, die in diesen Systemen angeregt werden können. Dabei wurden auch Solitons theoretisch untersucht, ein Thema, das zufällig genau zu der experimentellen Arbeit von meinem Kollegen Ralf Heidemann passt, wie in dem Vortrag auch betont wurde. Natürlich zur Freude beider Seiten, denn Theoretiker freuen sich natürlich genauso wie die Experimentalphysiker, wenn das passende Experiment und Theorie sich "finden".

Schließlich sprach noch R. Bingham über Staub im Universum. Der Staub wurde von den ersten Supernovae produziert, was man an staubigen, sehr weit entfernten Galaxien sieht. Der interplanetare und -stellare Staub wird dabei von Kosmischer Strahlung ionisiert. Er kann mithilfe des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und seiner thermischen Emission untersucht werden.

Nachmittags fand der Konferenz-Ausflug statt, bei dem wir zu mehreren vulkanisch aktiven Orten gefahren sind, an dem kochendes Wasser aus dem Boden tritt und spektakulär dampft. Außerdem haben wir zwei Seen und eine Tee-Fabrik besucht.

Mierk Schwabe

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Erhöht man die Spannung zwischen zwei Elektroden, die ein Gas umgeben, beginnt das Gas irgendwann zu leuchten: Freie Elektronen im Gas haben genug Energie, um die Gasteilchen zu ionisieren und noch mehr Elektronen aus den Atomen zu schlagen. Ein Plasma wurde gezündet, die Zündspannung ist erreicht. Gibt man nun noch zusätzlich Mikrometer große Teilchen in das Plasma, erhält man ein sogenanntes "Komplexes Plasma", mit dem ich mich zunächst als Doktorand und Post-Doc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und nun an der University of California in Berkeley beschäftige. In diesem Blog möchte ich sowie ein wenig Einblick in den Alltag im Forschungsinstitut bieten, als auch über den (Plasma)-Rand hinaus blicken. Mierk Schwabe

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