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2008 Fiscal Year Annual Research Report

微粒子プラズマによる臨界現象

Research Project

Project/Area Number 19340177
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

林 康明  Kyoto Institute of Technology, 工芸科学研究科, 教授 (30243116)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 和生  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (50335189)
白谷 正治  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90206293)
三重野 哲  静岡大学, 理学部, 教授 (50173993)
石原 修  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (20313463)
東辻 浩夫  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (40011671)
Keywords微粒子 / プラズマ / ダストプラズマ / 臨界現象 / 微小重力 / マグネトロンプラズマ / 国際宇宙ステーション
Research Abstract

今年度は、プレーナマグネトロン装置による落下塔を利用した微小重力実験を行うことも考慮に入れて、同装置の電極部分の改造を行った。磁石配置を正方形状から八角形状に変更し、プラズマがより円形に近い形状になり、二次元で等方的な条件に設定することができた。この効果と、放電ガスをヘリウムからアルゴンに替えたことにより、微粒子が電極中心上部でより上方に捕捉されるようになった。さらに、一辺が15cmの立方体形状の真空槽に、八角形磁石配置のマグネトロン電極を設置し、外部電極の容量結合型プラズマ装置を製作した。このプラズマ槽を落下塔カプセル内に設置し、微小重力実験を行った。その結果、プラズマが関係する力と重力の均衡により浮遊していた微粒子は、微小重力下で全体に広がる(密度が低下する)傾向があることが分かった。これは、重力により圧縮されていた微粒子が力の解放により広がったものと考えられる。この結果より、微粒子に働くプラズマが関係する力の大きさを見積っていく。
PK-3 Plus同型機を用いた微粒子プラズマ実験では、微粒子が含まれるプラズマのパラメータを測定することを考慮して、周波数シフトプローブによるプラズマ密度測定を行った。その結果、昨年度行ったラングミュアプローブの測定結果と比較すると、微粒子を含まないプラズマにおいて30%の誤差範囲内で一致することを確認した。なお、研究会を2回開催し、理論解析より作成した相図に基づいて、国際宇宙ステーションにおける臨界現象観測実験の可能性を検討した。

  • Research Products

    (20 results)

All 2009 2008

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (8 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Behaviors of Fine Particles in a Planar Magnetron Plasma2009

    • Author(s)
      Y. Hayashi, Y. Mizobata, K. Takahashi
    • Journal Title

      J. Plasma Fusion Res. (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dust dynamics in cryogenic environment2009

    • Author(s)
      W. Sekine, O. Ishihara, M. Rosenberg
    • Journal Title

      J. Plasma Fusion Res. (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic instability and critical point of fine particle (dusty) plasmas : cnhancement of density fluctuations and experimental conditions for observation.2009

    • Author(s)
      H. Totsuji
    • Journal Title

      J. of Phys. A : Math, and Theor. (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experiments of fine particle plasmas toward observation of critical phenomena2008

    • Author(s)
      Y. Hayashi, et. al.
    • Journal Title

      J. Jpn. Soc. Microgravity Appl. 25(3)

      Pages: 349-352

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production of Carbon Clusters by Impact reaction Using Light-Gas Gun in Experiment Modeling2008

    • Author(s)
      T. Mieno, S. Hasegawa
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express 1

      Pages: 067006-1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Complex plasma device of large surface area2008

    • Author(s)
      Y. Nakamura, O. Ishihara
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments 79

      Pages: 033504-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoparticle coagulation in fractionally charged and charge fluctuating dusty plasmas2008

    • Author(s)
      S. Nunomura, M. Shiratani, K. Koga, M. Kondo, Y. Watanabe
    • Journal Title

      Physics of Plasmas 15

      Pages: 080703

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamics of strongly coupled repulsive Yukawa particles in ambient neutralizing plasma : Thermodynamic instability and the possibility of observation in fine particle plasmas2008

    • Author(s)
      H. Totsuji
    • Journal Title

      Physics of Plasmas 15(7)

      Pages: 072111-1-14

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微粒子プラズマにおける周波数シフトプローブを用いた電子密度測定2009

    • Author(s)
      高橋和生, H. Thomas, G. Morfill, 林康明, 足立聡
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学筑波キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] 微小重力微粒子プラズマ実験装置2009

    • Author(s)
      林康明, 他12名
    • Organizer
      第25回宇宙利用シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空研究開発機構・相模原キャンパス
    • Year and Date
      2009-01-15
  • [Presentation] Behavior of Fine Particles in a Planar Magnetron Plasmas2008

    • Author(s)
      Y. Mizobata, Y. Hayashi
    • Organizer
      9^<th> Workshop on Fine Particle Plasmas
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2008-12-19
  • [Presentation] Electron Density Measured by Frequency Shift Probe in Complex Plas mas (PK-3 Plus)2008

    • Author(s)
      K. Takahashi, H. Thomas, G. Morfill, Y. Hayashi, S. Adachi
    • Organizer
      9^<th> Workshop on Fine Particle Plasmas
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2008-12-18
  • [Presentation] 微粒子プラズマの微小重力下実験2008

    • Author(s)
      林康明
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-21
  • [Presentation] Planning of new research project on fine particle plasmas by Japanese group2008

    • Author(s)
      Y. Hayashi
    • Organizer
      Complex Plasma Ringberg Meeting
    • Place of Presentation
      Ringberg, Germany
    • Year and Date
      2008-07-03
  • [Presentation] Japanese parabolic flight campaigns with PK-3 Plus2008

    • Author(s)
      K. Takahashi
    • Organizer
      Complex Plasma Ringberg Meeting
    • Place of Presentation
      Ringberg, Germany
    • Year and Date
      2008-07-03
  • [Presentation] Critical point and density fluctuation in strongly coupled fine particle plasmas2008

    • Author(s)
      H. Totsuji
    • Organizer
      Complex Plasma Ringberg Meeting
    • Place of Presentation
      Ringberg, Germany
    • Year and Date
      2008-07-03
  • [Book] Multifacets of Dusty Plasmas (AIP Conference Proceedings 1041)2008

    • Author(s)
      Y. Hayashi, et. al.
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      American Institute of Physics
  • [Book] Multifacets of Dusty Plasmas (AIP Conference Proceedings 1041)2008

    • Author(s)
      N. Imazato, M. Imano, Y. Hayashi
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      American Institute of Physics
  • [Book] Multifacets of Dusty Plasmas (AIP Conference Proceedings 1041)2008

    • Author(s)
      Kazuo Takahashi, et. al.
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      American Institute of Physics
  • [Book] Multifacets of Dusty Plasmas (AIP Conference Proceedings 1041)2008

    • Author(s)
      O. Ishihara
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      American Institute of Physics

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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