к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Криогенная плазма

Криогенная плазма (от греч. 2531-74.jpg - холод и genes - рождающий, рождённый) - плазма, охлаждённая до низких (криогенных) температур, напр. в результате погружения контейнера с плазмой в ванну с жидким азотом или гелием. Представляет интерес прежде всего для изучения элементарных и коллективных процессов в ионизованных газах при ультранизких значениях тепловой энергии частиц. Ныне в осн. получают К. п. инертных газов, среди к-рых наиб. подробно изучены свойства К. п. гелия.

Простейший способ получения К. п. состоит в следующем. В криогенную жидкость опускается трубка, внутри к-рой горит тлеющий разряд .Давление газа в трубке и ток разряда (либо длительность горения разряда) выбраны такими, чтобы ионная темп-pa Т'i в трубке была практически равна температуре окружающей её жидкости. В то же время электронная темп-pa Те в плазме разряда может достигать неск. десятков тысяч градусов. При прерывании разрядного тока Те уменьшается из-за столкновений электронов с атомами, как правило, быстрее (рис. 1), чем успевают исчезнуть из объёма заряды вследствие рекомбинации или диффузии,- в эти неск. мс и существует К. п. с Те, близкой к Тi.

2531-75.jpg

Рис. 1. Зависимость концентрации пe и электронной температуры Тe от времени в послесвечении гелиевой криогенной плазмы при Т=4,2К и nа=1,26*1018 см-3.


Помещая рекомбинирующую (распадающуюся) плазму во внеш. электрич. поле, можно поддерживать Те в ней на заданном уровне и т. о. продлить время существования К. п. Предельный случай соответствует стационарному тлеющему разряду, охлаждённому криогенной жидкостью. Влияние охлаждения на электрические характеристики тлеющего разряда показано на рис. 2.

Требуемое нач. состояние К. п. может быть создано др. способом, напр. при помощи импульсного безэлектродного разряда либо пучка быстрых электронов. К. п. может быть получена также при быстром и глубоком адиабатич. расширении плазмы в сверхзвуковых соплах.

В кинетике К. п. гелия значит. роль играют мета-стабильные атомы Не (2 3S), концентрация к-рых при уменьшении температуры резко возрастает из-за снижения скорости их разрушения атомами в осн. состоянии и уменьшения скорости диффузии метастабильных атомов. Парные столкновения метастабильных атомов, напр. в процессе ассоциативной ионизации 2531-76.jpg приводят к инжекции в плазму электронов с энергиями от 15 до 17,6 эВ, заметно воздействуя на функцию распределения электронов по скоростям. Этим объясняется, в частности, резкое снижение приведённой напряжённости электрич. поля в области малых токов и давлений р2531-77.jpg10 мм рт. ст. при криогенных температурах (рис. 2, кривые 2, 3).

В распадающейся К. п. гелия при температуре жидкого азота и ниже (2531-78.jpg100 К) осн. ионом становится Не+3. Электрон-ионная рекомбинация в этом случае происходит с образованием возбуждённой молекулы гелия:

2531-79.jpg

что подтверждается наблюдаемым при распаде плазмы свечением молекул Не2. Коэф. рекомбинации 2531-80.jpg находится в обратной зависимости от Те (при Те=10 К 2531-81.jpg =4 *10-5 см3 с-1) и не зависит от концентрации атомов и электронов в достаточно широком диапазоне их изменений.

Наряду с молекулярными ионами для К. п. характерно образование комплексных или кластерных ионов. Напр., в сверхкритич. области гелия в ионном кластере число атомов может достигать неск. сотен. В тяжёлых инертных газах, где существенны поляризац. взаимодействия атомов, образуются также и электронные кластеры.

2531-83.jpg

Рис. 2. Зависимость приведённой напряжённости электрического поля (Е/р) в столбе разряда от тока I при разных значениях давления р и температуры Т: 1,2,3 - при Т= = 77 Ки р = 5,35;9,4 и 19,4 мм рт. ст.; 4, 5, 6 - при Т = = 4,2 Ки р = 5,12; 9,28 и 19,3 мм рт.

При криогенных темп-pax и больших плотностях в гелии в результате обменного взаимодействия электрона с атомными электронами возможно образование вокруг рассматриваемого электрона полости ("пузырька"), движущейся вместе с электроном под действием электрич. поля. Напр., при 4,2 К и плотности атомов nа=1,52531-84.jpg1021 см-3 размер полости составляет 38 а00 - боровский радиус), а энергия связи 0,1 эВ. Образование полости резко снижает подвижность электрона. На рис. 3 (кривая 1)показано такое снижение подвижности 2531-85.jpg при T=20,3 К и nа = 3*1021 см-3.

2531-86.jpg

Рис. 3. Подвижность электронов в зависи мости от плотности гелия при различных температурах: 1 - 20,ЗК; 2 - 52,8 К; 3 - 77,3 К; 4 - 160 К; 5 -2531-87.jpg [аппроксимация теоретической зависимости 2531-88.jpg без учёта образования полости вокруг электрона].

Исследования К. п. по существу только начинаются. Особый интерес должны, в частности, представлять эффекты неидеальности К. п. при больших степенях ионизации. Однако К. п. и с малой степенью ионизации выделяется среди известных видов плазмы, прежде всего по сложности её состава и весьма нетривиальной кинетике.

Литература по криогенной плазме

  1. Смирнов Б. М., Ионы и возбужденные атомы в плазме, М., 1974;
  2. Самоваров В. Н., Особенности деионизации криогенной гелиевой плазмы, в кн.: Химия плазмы в. 8, М., 1981, с. 38:
  3. Храпак А. Г., Якубов И. Т. Электроны в плотных газах и плазме, М., 1981;
  4. Асиновский Э. И., Кириллин А. В., Раковец А. А. Криогенные разряды, М., 1988.

Э. И. Асиновский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 1011 раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution