@PhdThesis{diss_mods_00022424, author = {Wilms, Jochen}, title = {Inhomogene Staubstr{\"o}mungen in toroidalen Plasmafallen: Makro- und Mikrophysik}, year = {2018}, publisher = {Christian-Albrechts-Universit{\"a}t zu Kiel}, address = {Kiel}, keywords = {Plasmaphysik; Staubige Plasmen; Complex Plasmas}, abstract = {Im Fokus dieser Dissertation stehen die Eigenschaften und das Verhalten einer inhomogenen, stark gekoppelten Str{\"o}mung von Mikrometer gro{\ss}en Partikeln („Staub``) in einem schwach magnetisierten anodischen Plasma. Die Entladung bildet ein aufrecht stehendes, torusf{\"o}rmiges Einschlusspotential f{\"u}r die elektrisch negativ geladenen Partikel aus, die sich - von der Ionenwindkraft beschleunigt - entlang dieses Einschlusses durch das Hintergrundgas bewegen. Aufgrund der Erdgravitation etabliert sich ein inhomogenes, station{\"a}res Str{\"o}mungsfeld, in dem die Partikel auf der einen Seite des Torus langsam aufsteigen und auf der anderen Seite schnell hinunterstr{\"o}men. Zur Untersuchung dieses „Staubtorus`` werden zwei komplement{\"a}re Ans{\"a}tze gew{\"a}hlt: zum einen Laborexperimente, zum anderen detaillierte Langevin-Dynamik-Simulationen (LD). Letztere erlauben den Zugang zu Daten und Gr{\"o}{\ss}en, die deutlich {\"u}ber die experimentellen M{\"o}glichkeiten hinausgehen. Die durchgef{\"u}hrten Untersuchungen decken vier Sto{\ss}richtungen ab. Den ersten Schwerpunkt stellt die experimentelle Untersuchung der inhomogenen Staubstr{\"o}mung dar. Der zweite Schwerpunkt besteht in einer hydrodynamischen Beschreibung der Staubstr{\"o}mung. Den dritten Schwerpunkt bildet die Analyse der Mikrophysik der Str{\"o}mung. In dem vierten Schwerpunkt wird anhand einer numerischen Untersuchung die {\"U}bertragbarkeit aller zuvor dargelegten Ergebnisse auf ganze Str{\"o}mungsklassen verdeutlicht. Insgesamt gibt die vorliegende Dissertation erstmals Einblick in die Mikrophysik inhomogener, kristalliner Str{\"o}mungen staubiger Plasmen und erm{\"o}glicht damit ein besseres Verst{\"a}ndnis der Verkn{\"u}pfung der Mikro- und Makrodynamik von Str{\"o}mungen stark korrelierter Partikelsysteme.}, url = {https://macau.uni-kiel.de/receive/diss_mods_00022424}, file = {:https://macau.uni-kiel.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dissertation_derivate_00007490/Wilms_Dissertation.pdf:PDF}, language = {de} }