Reduction of sheath potential and dust ion-acoustic wave by negatively charged dust particles

負荷電ダスト粒子によるシース電位減少とダストイオン音波

冨田 幸博*; Smirnov, R.*; Chutov, Y.*; 高山 有道*; 滝塚 知典

Tomita, Yukihiro*; Smirnov, R.*; Chutov, Y.*; Takayama, Arimichi*; Takizuka, Tomonori

負に荷電したダスト粒子による壁近傍の静電ポテンシャル形成について1次元運動論解析を行った。不動のダスト粒子が一様に分布する系を考える。負荷電のダスト粒子はイオンシース電位降下を減少させることを明らかにした。壁板上で電場を零とするダスト密度の閾値がある。この閾値より高いダスト密度において、静電ポテンシャルに固定振動が現れる。この振動がダストイオン音波であることを明らかにした。その波長はデバイ長のオーダーであり、ダストの密度により係数が決まる。

Formation of an electrostatic potential due to negatively charged dust particles near a target plate was studied by one-dimensional kinetic analysis. Immovable dust particles are distributed uniformly inside a system. It is clarified that the negatively charged dust particles reduce the ion-sheath drop. A threshold dust density makes the electric field at the target plate zero. The stationary oscillation appears in the electrostatic potential for the dust density above the threshold. We confirm that this oscillation is the Dust Ion-Acoustic Wave with a wave length of the order of Debye length, where dust charges are effective to determine the coefficient.