Year: 2025
Type: article
Abstract: 复杂等离子体研究是综合等离子体物理、凝聚态物理、统计物理、天体物理、非线性科学、材料科学、光学等多学科的交叉创新研究方向。在空间站开展微重力实验，克服重力沉降对系统维度的限制，研究三维复杂等离子体的关键物理问题。本文主要介绍了未来中国空间站复杂等离子体实验载荷的装置规划及其在相关领域的应用潜力。相较于国际空间站实验载荷，该装置在复杂等离子体产生、约束、诊断与调控等方面采用了一系列创新的设计。载荷拟采用容性耦合双频等离子体放电技术，实现三维复杂等离子体耦合与约束的独立控制；结合立体相机颗粒三维诊断与等离子体光谱诊断技术，获得颗粒的实时位置与等离子体参数的空间分布；搭载高功率调控激光，实现多位型的颗粒流驱动与颗粒团簇的动力学温度调节。针对双频复杂等离子体的产生与约束，采用流体力学模拟和粒子模拟耦合朗之万动力学模拟两种数值方法，研究高低气压条件下三维复杂等离子体的空间分布特性。结合载荷的方案设计规划，展望微重力三维复杂等离子体的关键物理问题与未来研究方向。
Authors: Wei YANG, YaoNan WANG, YingYue LIANG, XiaoJiang HUANG, HongYing ZHOU, Ying GUO, Jing ZHANG, Yan FENG, XiaoGang WANG, LiXian ZHANG, ChengRan DU
Language: English
Subfield: Atomic and Molecular Physics, and Optics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4411403103