Strukturbildung in Magnetisierten Komplexen Plasmen

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Hubert Thoma, seit 5/2019
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 381404626

• Erstellungsjahr: 2021

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen des Vorhabens „Structure Formation in Magnetized Complex Plasmas“ wurden, wie geplant, Experimente zu komplexen Plasmen, d.h. Niedertemperaturplasmen, die geladene Mikropartikel enthalten, und zur Plasmadiagnostik magnetisierter Niedertemperaturplasmen erfolgreich durchgeführt. An der Justus-Liebig-Universität wurde dazu ein supraleitender Magnet mit Feldstärken bis zu 4 Tesla aufgebaut und in Betrieb genommen. In verschieden Versuchen wurden Strukturen und die Dynamik in diesen Plasmen (Plasmawellen, Vortices, Rotationsbewegungen von Mikropartikeln, Aufladung von Objekten) eingehend untersucht, die dann mit Hilfe einfacher Modelle interpretiert wurden. Plasmadiagnostischen Messungen mittels Laser-Absorption-Spektroskopie und Laser induzierter Fluoreszenz wurden durchgeführt, wobei insbesondere die Besetzungsdichten der magnetisierten Subniveaus von Argon bestimmt wurden. Schließlich wurde zusätzlich zu diesen Versuchen auch noch der Einfluss von starken Magnetfeldern auf ein kaltes atmosphärisches Plasma, wie es für medizinische Zwecke verwendet wird, untersucht. Es ergab sich keine wesentliche Modifikation in Bezug auf die im Plasma produzierten Radikale, die für die medizinische Wirkung verantwortlich sind.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Optical properties of magnetized transient low-pressure Plasma”, Plasma Sources Sci. Technol. 28 (2019) 115001
  R. Bergert, S. Mitic
  
• “3-Dimensional Dusty Plasma in a Strong Magnetic Field: Observation of Rotating Dust Tori“, Phys. Plasmas 27 (2020) 063701
  M. Choudhary, R. Bergert, S. Mitic, M.H. Thoma
  
• “Comparative study of the surface potential of magnetic and non-magnetic spherical objects in a magnetized radio-frequency discharge “, J. Plasma Phys.86 (2020) 905860508
  M. Choudhary, R. Bergert, S. Mitic, M.H. Thoma
  
• “Effect of external axial magnetic field on a helium atmospheric pressure plasma jet and plasma-treated water”, J. Phys. D: Appl. Phys.53 (2020) 215202
  C.-Y.T. Tschang, R. Bergert, S. Mitic, M.H. Thoma
  
• “Influence of external magnetic field on dust acoustic waves in a capacitive RF discharge“, Contrib. Plasma Phys. 60 (2020) e201900115
  M. Choudhary, R. Bergert, S. Mitic, M.H. Thoma
  
• (2021), “Disalignment rate coefficient of argon 2p8 due to nitrogen collision”, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 54 (2021) 055701
  R. Bergert, L. W. Isberner, S. Mitic, M. H. Thoma
  
• Rotational properties of annulus dusty plasma in a strong magnetic field”, Contrib. Plasma Phys. 61 (2021) e202000110
  M. Choudhary, R. Bergert, S. Moritz, S. Mitic, M.H. Thoma
  
• “Quantitative evaluation of laser-induced fluorescence in magnetized low-pressure argon plasma”, Phys. Plasmas 28 (2021) 013301
  R. Bergert, L. W. Isberner, S. Mitic, M. H. Thoma