| 研究課題/領域番号 |
05680390
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
庄司 多津男 名古屋大学, プラズマ科学センター, 助教授 (50115581)
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| 研究分担者 |
三里野 哲 静岡大学, 理学部, 助教授 (50173993)
門田 清 名古屋大学, プラズマ科学センター, 教授 (60093019)
坂和 洋一 名古屋大学, プラズマ科学センター, 助手 (70242881)
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| キーワード | 強結合プラズマ / プラズマの相転移 / 微粒子 |
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| 研究概要 |
平成6年度の研究では、帯電金属粒子を使った2次元-成分強結合プラズマのΓ値、密度揺動の計測と解析法の開発が行われた。シリコン単結晶板に高電圧を印加し、粒径のそろった金属粒子(直径1mm前後)をこの上に乗せ、大電荷量をもつ-成分プラズマを模擬した系を作った。粒子の電荷量は、重力と静電場の釣り合いを利用して正確に計測された。また粒子の運動をビデオを使って画像として撮り、これを計算機に取り込み粒子の位置を1/30秒ごとに計算する方式を開発した。これによる粒子軌跡の解析より粒子の速度分布関数が求められ、粒子の振動運動ははマックスエル分布を持った熱運動と等価的であり、Γ値が計算された。この系ではΓ値は約2000まで制御できることが分かった。金属粒子密度を変化させ、温度を計測し、Γ値を変えていった実験により、Γ値が300(粒子の回転運動も熱運動として考慮するとこのΓ値は214となる)で6方晶形の結晶化が起こることが観測され、このような系で2次元-成分強結合プラズマの相転移が模擬出来ることが始めて示された。また粒子の存在する領域をメッシュに切り、各セルの中の粒子を計算することによって密度の空間分布が求められ、密度の空間的、及び時間的な揺動の計測が行われた。
強結合プラズマの物性はその集団現象の観測によって明らかにされることが理論で予想されており、密度揺動のスペクトルは重要な物理課程を含んでいるとされている。
実験ではΓ値の高い液体領域で金属粒子密度の時間および空間的な揺らぎが観測され、波数、周波数スペクトルの解析を行い、これらと理論的に予想されている2次元強結合プラズマの静電プラズマ波の分散との比較が行われた。
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