| 研究課題/領域番号 |
16340179
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
石原 修 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20313463)
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| 研究分担者 |
真銅 雅子 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (10345481)
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| キーワード | コンプレックスプラズマ / ダストプラズマ / シェル構造 / 自己組織化 / 強結合プラズマ / クーロンクラスター / 極低温プラズマ |
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| 研究概要 |
1.コンプレックスプラズマにおける微粒子の構造について粒子シミュレーションを用いて、プラズマ中に注入された微粒子の動的挙動の研究をすすめている。帯電微粒子群は閉じ込めポテンシャルの中で複数の鎖状構造やたまねぎ状のシェル(球殻)構造など、自己組織化による構造形成を示し、閉じ込めポテンシャルの形状によって構造を変化させる。これまでに3次元におけるシェル構造において果たすプラズマデバイ波長の効果を明らかにした。また閉じ込めの強さを一定とし、粒子数を変化させると微粒子群は系の中心付近に多面体構造を形成し、微粒子数が多くなると、微粒子群は多面体の内側に微粒子を内包するようになる。粒子数のさらなる増加が外側の多面体を形成している微粒子の数を増やすだけでなく、内側にも多面体を形成し、結果としてたまねぎ状構造となることが明らかにされた。最外殻の半径は粒子数の増加に伴い連続的に大きくなるが、内側に粒子が入り込むときには不連続な増大が観測された。
2.コンプレックスプラズマの性質を極低温下で調べるための実験の立ち上げをおこなった。二重のガラスデュワーを作製し、外側に冷却用の液体窒素を、内側のデュワーに液体ヘリウムをそれぞれ導入し、減圧冷却によって液体ヘリウム温度を1K程度まで低下させた。内径100mm、高さ58mmのステンレス製円筒容器を液体ヘリウム中に浸し、少量の液体ヘリウムを容器内に導入した後タングステンフィラメントと陽極の間で定常放電する準備を整え、予備的な実験として液体ヘリウム蒸気中での直流放電に成功した。静電プローブによるプラズマパラメータの測定を試みているが、プラズマ生成が安定せずパラメータ特定までには至っていない。現在は放電の熱による液体ヘリウムの蒸発を抑えるため、電極部分を小さくして更にガラスで覆う等の設計上の工夫をこらしたプラズマ発生器を作製中である。
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