Dynamic structure factor of non-ideal dusty plasmas with finite size macroscopic particles

Abstract

Целью исследования является определение влияния конечного размера пылевых частиц на статические и динамические характеристики пылевой компоненты плазмы. В качестве потенциала взаимодействия между пылинками используется модельное выражение, полученное из теории линейного диэлектрического отклика с диэлектрической функцией плазмы в приближении хаотических фаз. Статические структурные факторы пылевых частиц определены путем решения уравнения Орнштейна-Цернике в базовом гиперцепном приближении, которое неотъемлемо содержит модель абсолютно твердых сфер, рассчитываемых на основе уравнения Перкуса-Йевика. На кривых статических структурных факторов обнаружено появление максимумов и минимумов, свидетельствующих об образовании ближнего и дальнего порядка в расположении пылевых частиц. Динамический структурный фактор восстановлен с помощью только статического на основе самосогласованного метода моментов, который предполагает обращение в нуль его второй производной по частоте   при . Таким образом, получено аналитическое выражение для динамического структурного фактора, которое справедливо в широкой области параметров неидеальной пылевой плазмы и больших плотностях упаковки. При малых плотностях упаковки динамические структурные факторы совпадают с результатами моделирования методом молекулярной динамики, а с ростом плотности упаковки максимумы на кривых динамических структурных факторов возрастают и смещаются влево или вправо по частоте в зависимости от волнового числа