有限库仑晶体形成
摘要：尘埃颗粒在等离子体环境中会获得电荷。如果粒子之间的相互势能与平均动能的比值足够大，粒子将形成具有短程有序性的“液体”结构或长程有序性的晶体结构。自1994年在实验室环境中发现这类晶体以来，它们一直成为各种实验、理论和数值研究的对象。大多数数值和理论研究都考察了假设具有周期性边界条件的无限系统。由于实验观察到的晶体可能由几百个粒子组成，这经常导致理论预测结果与实验数据之间存在差异。此外，最近的研究集中在个别尘埃粒子之间的随机电荷变化的重要性上，但很少关注颗粒大小变化的重要性。这样的大小变化自然会导致颗粒间的电荷变化，这些变化很容易比由于随机电荷波动引起的变化更为重要（通常小于百分之一）。尽管通过引入单分散颗粒可以在实验上基本消除这样的大小变化，但许多实验室系统和所有天体物理环境都存在显著的大小分布。本研究利用一个程序来找到尘埃等离子体系统的平衡位置，并利用一个改进的Barnes-Hut代码模拟这种系统的动态行为。结果显示，从粒子间距和有序性的角度来看，有限系统与无限系统明显不同，特别是对于最高有序状态。
作者：J. Vasut, T.W. Hyde, and L. Barge
论文ID：physics/0308074
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2009-11-10