Экспериментальные и теоретические исследования сильнонеравновесных процессов, в том числе в активных кулоновских системах пылевых частиц в коллоидной плазме

Большое число экспериментальных и теоретических работ посвящено исследованию свойств структур из кулоновских макрочастиц, формирующихся в газовых разрядах, однако вопрос о влиянии состава газа на характеристики коллоидной плазмы практически не изучен. Генерация разряда низкого давления в смеси различных газов приводит к весьма значительному изменению характеристик ионной и электронной компонент плазмы. При этом, характеристики плазмы могут сильно зависеть даже от очень небольшой концентрации примеси. Целью настоящих исследований является теоретическое, численное и экспериментальное исследование свойств и процессов в активных кулоновских системах, в том числе в коллоидной плазме, включая исследование сильнонеравновесных процессов в плазме сложных составов. В рамках исследований будет изучено влияние малых примесей газов с тяжелыми или наоборот легкими ионами по сравнению с основным буферным газом. Экспериментально и теоретически исследовано влияние примесей в газовом разряде на взаимодействие активных коллоидных микрочастиц между собой и с плазмой. Среди целей научного исследования можно выделить изучение новых механизмов распада и ускорения частиц нелинейными волнами большой амплитуды и развитие моделей плазменных неустойчивостей, учитывающих примеси и многокомпонентный состав плазмы. В ходе работы планируется экспериментально исследовать процесс распыления материала мишени (катода) под влиянием бомбардировки ионами рабочего газа и ионами материала катода, которые нарабатываются в разряде в процессе распыления. В том числе построить модель, описывающую влияние распыления материала катода на характеристики разряда, проведены спектральные измерения коллоидной плазмы. На основе анализа параметров микродвижения отдельных пылевых частиц в коллоидной плазме будут исследованы механизмы взаимодействия волна-частица, а также механизмы активного броуновского движения. В рамках работы планируется также исследовать физику взаимодействия заряженных частиц с нелинейными волнами и солитонами в плазме с магнитным полем, которые являются причиной анизотропии плазменных свойств. Это, с одной стороны приводит к усложнению анализа многих процессов в плазме, а с другой к появлению новых физических эффектов.