Структурные свойства комплексной (пылевой) плазмы при кристаллизации и плавлении
Б. А. Клумов+*, Г. Е. Морфилл+
+Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Germany
*ОИВТ РАН, Ижорская 13, Москва, Россия
PACS: 52.27.Lw, 61.20.Ja, 64.60.Cn
Abstract
Методом молекулярной динамики исследуется
изменение локального порядка ограниченной комплексной (пылевой) плазмы при ее
кристаллизации и плавлении. Динамика микрочастиц рассматривается в рамках
ланжевеновского термостата, парное взаимодействие между заряженными частицами
описывается экранированным кулоновским потенциалом (потенциалом Юкавы) с
конфайнментом - жесткой упругой стенкой. Показано, что начало кристаллизации
такой системы сопровождается образованием кластеров с гексагональной плотной
упаковкой (hcp), заметная часть которых впоследствии трансформируется в
гранецентрированную кубическую фазу (fcc). Образовавшийся при кристаллизации
плазменный кристалл состоит из метастабильной hcp-фазы, fcc-кластеров и
небольшой доли кластеров, имеющих объемно-центрированную кубическую (bcc)
кристаллическую решетку. При повышении температуры термостата, начиная с
некоторого порогового значения, наблюдается резкое уменьшение
fcc/bcc-кластеров, что является важным индикатором начала плавления
плазменного кристалла.