Бистренко Т. О. Екранування сильнозаряджених макрочастинок та пов'язані явища в колоїдній плазмі

В рамках теорії Пуассона-Больцмана розглянуто нелінійні ефекти у екрануванні циліндричної макрочастинки в рівноважній плазмі. Досліджено поведінку відносного ефективного заряду, включаючи випадок малих радіусів макрочастинки. Встановлено область застосовності лінійної теорії. Показано, що нелінійні ефекти є суттєвими при малих радіусах та великій константі зв'язку, а товщина нелінійного шару зростає при збільшенні константи зв'язку, але залишається обмеженою величиною порядку радіуса Дебая. На основі лінеаризованої версії наближення обмежених орбіт досліджено вплив зарядки плазмовими струмами на екранування зарядженої пилової частинки у газорозрядній плазмі. Досліджено поведінку екранованого потенціалу і показано, що для параметрів, характерних для лабораторної пилової плазми, процеси зарядки суттєво не змінюють величину ефективного потенціалу, яка передбачена рівноважною лінійною теорією екранування Дерягіна-Ландау-Вервея-Овербека. Істотні відхилення спостерігаються у випадку макрочастинок великих розмірів - порядку довжини Дебая. В рамках нелінійного наближення обмежених орбіт досліджено вплив зв'язаних іонних станів на екранування зарядженої пилової частинки у газорозрядній плазмі. Встановлено, що внаслідок асимптотичної поведінки ефективних потенціалів, обернено пропорційної квадрату відстані, зв'язані іонні стани в беззіткнювальній плазмі існують лише в обмеженій області поблизу макрочастинки.