بررسی امواج شوک غبار یون ـ آکوستیک در پلاسمای غباری با یون های مثبت و منفی

در برخی از پلاسماهای غباری علاوه بر الکترون ها, یون های مثبت و ذرات غبار یک مولف? اضافی از یون های منفی سنگین (نسبت به جرم یون های مثبت) نیز وجود دارد, حضور این یون های منفی امکان انتشار امواج صوتی با سرعت فاز بزرگ تر از سرعت حرارتی یون های منفی و کوچک تر از سرعت حرارتی یون های مثبت و الکترون ها (vth<<vph<<vti,vte) را فراهم می سازد. دینامیک امواج غبار یون منفی صوت (dnia) در محدود? فرکانسی یون های منفی است و بنابر این می توانیم از معادلات سیالی برای یون های منفی استفاده کنیم و ذرات غبار را ساکن در نظر بگیریم. برای الکترون ها و یون های مثبت نیز از یک تابع توزیع مناسب استفاده می کنیم. بار ذرات غبار، که در رفتار این ذرات تأثیر گذار است، می تواند تغییر کند. نوسانات بار غبار به عنوان یک عامل اتلافی جدید در پلاسما های غباری شناخته شده است. این اثر اتلافی در رژیم خطی منجر به میرایی امواج dnia می شود و در رژیم غیرخطی می تواند موجب شکل گیری ساختار شوک شود. این امواج شوک پتانسیل منفی دارند و منجر به کاهش تعداد بار غبار می شوند، که به این طریق می توانند امکان جدیدی برای بر هم کنش ذرات غبار با محیط فراهم سازند. در این پژوهش انتشار امواج شوک یکنوای dnia در پلاسمای غباری با الکترون ها و یون های مثبت سبک ابرگرم (که توزیع کاپا برای توصیف آن مناسب است) و یون های منفی سرد و ذرات غبار منفی ساکن با بار متغیر به روش اختلالی، برای شوک های با دامن? کوچک، مورد بررسی قرار گرفته است. اثر شاخص طیفی کاپا، به عنوان معیاری از تعداد ذرات ابرگرم، بر دامنه و پهنای این امواج به دست آمده است. روش اختلالی برای امواج با دامن? بزرگ معتبر نیست, از این رو با حل دقیق معادلات حاکم به صورت عددی امواج شوک با دامن? دلخواه بررسی شده است. انداز? دامن? پتانسیل امواج شوک یکنوا با کاهش کاپا و دور شدن از توزیع ماکسولی کاهش خواهد یافت, در حالی که برای بار ذرات غبار رفتار یکنوایی نخواهد داشت. بیشترین تغییر بار برای شوک با ?=2 خواهد بود که به ازای پارامتر های استفاده شده در این پژوهش تعداد بار غبار حدود 8% کاهش خواهد یافت.