Oscillations of Magnetized Grains in Complex Plasmas

Abstract

Исследованы вертикальные осцилляции одиночной намагниченной заряженной пылевой частицы, а также цепочки намагниченных частиц, находящихся в газовом разряде и во внешнем почти вертикальном магнитном поле. Показано, что сила, связанная с градиентом магнитного поля, приводит к новому типу осцилляций одиночной частицы. Эти осцилляции могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми в зависимости от распределения магнитного поля внутри газоразрядной камеры. Магнитная сила, действующая на одномерную цепочку пылинок, вызывает появление новой низкочастотной моды с дисперсией, аналогичной оптической фононной ветви колебаний в длинноволновом диапазоне. Обсуждаются возможности использования вертикальных осцилляций намагниченных пылевых частиц для определения параметров комплексной плазмы.

Vertical vibrations of a single magnetized charged dust grain and a one-dimensional string of magnetized particles in a gas-discharge plasma immersed in an external almost vertical magnetic field are studied. It is shown that the magnetic force associated with gradients of the magnetic field results in a novel type of oscillations of a single particle. Such vibrations can be either stable or unstable, depending on the magnetic field distribution inside the gas-discharge chamber. In a one-dimensional particle string, the magnetic force causes a new low-frequency oscillatory mode, which is characterized by dispersion similar to the optical phonon branch in the long-wavelength range. The possibilities of using the vertical vibrations of magnetized grains for determining complex plasma parameters are discussed.