Активное броуновское движение пылевых частиц в квазиодномерных (цепочечных) структурах в тлеющем разряде

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены экспериментальные результаты исследования формирования и динамики цепочечных структур активными броуновскими частицами в тлеющем разряде постоянного тока. Механизм активного движения частиц связан с преобразованием лазерного излучения частицами в энергию собственного (не теплового) движения. С помощью анализа параметров движения (траекторий, среднеквадратичного смещения, кинетической энергии) в зависимости от интенсивности лазерного излучения, падающего на частицы, показано, что частицы являются активными броуновскими. При этом возможно управлять их движением без изменения параметров разряда. Экспериментально обнаружено, что формирование цепочечных структур и их устойчивое состояние не нарушается при кинетическом разогреве частиц с ростом их кинетической энергии более чем на порядок. Это свидетельствует о реализации механизма формирования цепочек с сильной связью между частицами, который не объясняется простым кильваторным (ионным) следом за вышестоящей частицей.

Об авторах

А. С. Светлов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Е. А. Кононов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Ф. М. Трухачёв

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

М. М. Васильев

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

О. Ф. Петров

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: svetlov.anton.s@gmail.com
125412, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Список литературы

  1. И. С. Арансон, Активные коллоиды, УФН 183, 87 (2013)
  2. I. S. Aranson, Active Сolloids, Phys. Usp. 56, 79 (2013).
  3. C. Bechinger, R. DiLeonardo, H. L¨owen et al., Mod. Phys. 88, 045006 (2016).
  4. A. Einstein, Annalender Physik 322, 549 (1905).
  5. D. Selmeczi, L. Li, L. I. Pedersen et al., Eur. Phys. J. Spec. Top. 157, 1 (2008).
  6. H. C. Berg, Springer Science and Business Media (2008), p. 134.
  7. M. E. Cates, Rep. Prog. Phys. 75, 042601 (2012).
  8. S. Sanchez, A. N. Ananth, and V. M. Fomin, J. Amer. Chem. Soc. 133, 14860 (2011).
  9. W. F. Paxton, K. C. Kistler, and C. C. Olmeda, J. Amer. Chem. Soc. 126, 13424 (2004).
  10. J. Li and V. V. Singh, ACS Nano 8, 11118 (2014).
  11. V. Nosenko, F. Luoni, A. Kaouk et al., Phys. Rev. Res. 2, 033226 (2020).
  12. K. Arkar, M. M. Vasiliev, O. F. Petrov et al., Molecules 26, 561 (2021).
  13. I. I. Fairushin, M. M. Vasiliev, and O. F. Petrov, Molecules 26, 6974 (2021).
  14. X. G. Koss, E. A. Kononov, I. I. Lisina et al., Molecules 27, 1614 (2022).
  15. O. F. Petrov, K. B. Statsenko, and M. M. Vasiliev, Sci. Rep. 12, 8618 (2022).
  16. A. S. Svetlov, M. M. Vasiliev, E. A. Kononov et al., Molecules 28, 1790 (2023).
  17. R. F. Ismagilov and A. Schwartz, Angew. Chem.Int. Ed. Engl. (2002), Vol. 41, pp. 652-654.
  18. A. Perro, S. Reculusa, S. Ravaine et al., J. Mater. Chem. 15, 3745 (2005).
  19. F. M. Trukhachev, R. E. Boltnev, A. A. Alekseevskaya et al., Phys. Plasmas 28, 093701 (2021).
  20. F. M. Trukhachev, R. E. Boltnev, A. A. Alekseevskaya et al., Plasma Phys. Rep. 49, 129 (2023).
  21. E. A. Kononov, M. M. Vasiliev, E. V. Vasilieva et al., Nanomaterials 11, 2931 (2021).
  22. О. С. Ваулина, Э. А. Саметов, Е. А. Лисин, ЖЭТФ 158, 399 (2020).
  23. I. I. Lisina, E. A. Lisin, O. S. Vaulina et al., J. Phys.: Conf. Ser. 1147, 012112 (2019).
  24. I. I. Lisina and O. S. Vaulina, Phys. Scripta 89, 105604 (2014).
  25. J. E. Allen, Phys. Scripta 45, 497 (1992).
  26. J. Eymeren and G. Wurm, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 420, 183 (2012).
  27. M. Lampe, G. Joyce, G. Ganguli et al., Phys. Plasmas 7, 3851 (2000).
  28. I. H. Hutchinson, Phys. Rev. E 85, 066409 (2012).
  29. M. M. Vasiliev, O. F. Petrov, A. A. Alekseevskaya et al., Molecules 25, 3375 (2020).
  30. S. Jahanshahi, H. Lowen, and B. Hagen, Phys. Rev. E 95, 022606 (2017).
  31. H. Qian, M. P. Sheetz, and E. L. Elson, Biophys. J. 60, 910 (1991).
  32. H. L¨owen, J. Phys. Cond. Matt. 21, 474203 (2009).
  33. В. Е. Фортов, А. Г. Храпак, С. А. Храпак и др., Пылевая плазма, УФН 174, 495 (2004).
  34. В. Е. Фортов, Г. Е. Морфилл, Комплексная и пылевая плазма. Из лаборатории в космос, Физматлит, Москва (2012).
  35. О. Ф. Петров, М. М. Васильев, Йе Тун и др. ЖЭТФ 147, 372 (2015).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023