強結合微粒子プラズマの臨界揺動と反応場への応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540512
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 東辻 浩夫 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40011671)
• 研究協力者: 東辻 千枝子 工学院大学, 工学部, 講師 (20253007)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 微粒子プラズマ / 強結合プラズマ / 臨界点 / 密度揺動 / 理論・シミュレーション

研究概要

荷電粒子系の等温圧縮率は一成分プラズマモデルの範囲では結合度の増加により発散する。研究代表者は、かつて、この特異性が強結合微粒子プラズマの臨界点として観測される可能性を指摘した。本研究では臨界点に伴う揺動出現の条件を精密・広範囲に解析するとともに、国際宇宙ステーション(ISS)における微小重力実験データに基づき、反応場となる密度場の揺動スペクトル分析を試みた。また、異なる原因による臨界点の可能性を新たに示し、上記との関係を明らかにした。さらに、地上およびISS実験が計画されている円柱型の放電管での実験に対応する理論およびシミュレーションによる解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Restoring the three-dimensional correlation function and structure factor from twodimensional data (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji, C. Totsuji
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: Vol.85 ページ: 031139-1-031139-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and dynamics of fine particles in fine particle plasmas under microgravity and friction between two-dimensional layers of charges (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji, C. Totsuji
  • 雑誌名: J. Phys.: Conference Series 巻: Vol.327 ページ: 012037-1-012037-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strongly Coupled Plasmas under Microgravity (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji, K. Takahashi, S. Adachi, Y. Hayashi, and M. Takayanagi
  • 雑誌名: J. Jpn. Soc. Microgravity Appl. 巻: Vol.28 ページ: S27-S30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of Yukawa and Coulomb particles in cylinders : Simulations for fine particle plasmas and colloidal suspensions (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji, C. Totsuji
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: Vol.84 ページ: 015401-1-015401-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible observation of critical phenomena in fine particle(dusty, complex) plasmas : Two mechanisms and experimental conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 雑誌名: Microgravity Science and Technology 巻: Vol.23 ページ: 159-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Restoration of Three-Dimensional Correlation Function and Structure Factor from Two-Dimensional Observations of Sliced Volume (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: Vol.79 ページ: 064002-1-064002-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic instability and critical point of fine particle(dusty) plasmas : Enhancement of density fluctuations and experimental conditions for observation (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 雑誌名: Journal of Physics A : Mathematical and Theoretical 巻: Vol.42 ページ: 214022-214030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Diagram of Strongly Coupled Yukawa Particulates in Deformable Background and Application to Fine Particle(Dusty) Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 巻: Vol.8 ページ: 257-260
  • 査読あり
• [雑誌論文] On estimation of threedimensional pair distribution function from two-dimensional sliced data (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Japan 巻: Vol.78 ページ: 064002-1-064002-5
  • 査読あり
• [学会発表] Structure and dynamics of fine particles in plasmas with cylindrical symmetry : Charge separation and formation of "Screw" (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Structures and Dynamics of Fine Particle(Dusty) Plasmas with Cylindrical Symmetry : Theory and Simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 学会等名: 6th International Conference on the Physics of Dusty Plasmas
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen, Germany
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] Strongly Coupled Plasmas under Microgravity (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 学会等名: 8th Japan-China-Korea Workshop on Microgravity Sciences for Asian Microgravity Pre-Symposium
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Solubility of fine particles in plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 学会等名: 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Dublin, Ireland
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] 微粒子プラズマの臨界点と国際宇宙ステーションにおける微粒子プラズマ実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 東辻浩夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会合同セッション
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] プラズマへの微粒子の溶解における相分離と臨界点 (2010)
  • 著者名/発表者名: 東辻浩夫
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 強結合実験のための微粒子プラズマ:臨界点付近の実験条件の半径・ガス種等への依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 東辻浩夫
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Possible Observation of Critical Phenomena in Fine Particle(Dusty) Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Totsuji
  • 学会等名: 2009 ELGRA(European Low Gravity Research Association) Biennial Symposium and General Assembly
  • 発表場所: University of Bonn(Bonn, Germany)
  • 年月日: 2009-09-02
• [図書] Dusty/Complex Plasmas : Basic and Interdisciplinary Research (2011)
  • 著者名/発表者名: V. Y. Nosenko, P. K. Shukla, M. H. Thoma, H. M. Thomas
  • 総ページ数: 92-97
  • 出版者: American Institute of Physics