Самоподдерживающаяся вращательная динамика пары пылевых частиц в потоке плазмы газового разряда
Колотинский Д.А., ВоРонов И.В., Лисин Е.А., Сыроватка Р.А., Тимофеев А.В., Васильев М.М., ПетРов О.Ф.

Поступила в редакцию: 3 Ноября 2025

DOI: 10.31857/S0044451026040077

PDF (1264K)

Представлены экспериментальные и численные исследования спонтанного возникновения самоподдерживающегося вращательного движения двух заряженных сферических пылевых частиц, левитирующих в плазме газового разряда без внешнего магнитного поля и без поверхностной активности. В эксперименте наблюдается переход от стохастических колебаний к согласованной вращательной динамике по квазикруговым траекториям с устойчивым фазовым сдвигом между частицами. Многомасштабное моделирование плазменно-пылевой системы с использованием кода OpenDust воспроизводит устойчивое вращение пары частиц по квазикруговым траекториям и демонстрирует согласие с экспериментом как по форме траекторий, так и по характеру фазовой синхронизации. Показано, что устойчивое вращательное движение обусловлено двумя основными механизмами: асимметрией эффективного межчастичного взаимодействия, возникающей из-за формирования ионного следа, и различием жесткости эффективного горизонтального конфайнмента для двух пылевых частиц. Ключевые слова}: пылевая плазма, вращение пылевых частиц, ионный след, асимметрия эффективных взаимодействий, нелинейная динамика