Kalte Plasmen in ZeroG

Ein komplexes Plasma setzt sich aus einem kalten Plasma und Mikropartikeln zusammen. In dem Plasma laden sich die Mikropartikel elektrisch auf und wechselwirken dadurch miteinander. Die Mikropartikel können mittels einer Kamera und eines Lasers individuell beobachtet werden, was wiederum die Untersuchung von Strukturen oder Dynamiken per Bildanalyse ermöglicht. Dadurch eignen sich komplexe Plasmen als Modellsysteme zur Untersuchung von Vielteilchensystemen. So können verschiedene Phänomene wie z.B. Übergänge von Aggregatszuständen von einem flüssigen System zu einem festen System in Echtzeit aufgelöst beobachtet werden, was z.B. auf atomarer Ebene nicht möglich ist. Bei Experimenten zu Boden werden die Mikropartikel von starken elektrischen Feldern in der sogenannten Plasmarandschicht in der Schwebe gehalten. Dort sind die Plasmabedingungen und die Ladungen und damit die Wechselwirkungen, Strukturen und Dynamiken der Mikropartikel allerdings höhenabhängig. Um die Strukturen und Dynamik der Mikropartikel besser zu verstehen, soll mittels Freifallversuche im Einstein-Elevator beim unmittelbaren Übergang von der 1-g- in die 0-g-Phase die Dynamik in komplexen Plasmen der Mikropartikel untersucht werden. Zur Umsetzung der Experimente arbeiten die Arbeitsgruppe „Plasma- und Raumfahrtphysik“ des I. Physikalischen Instituts der Justus-Liebig-Universität Gießen mit dem „Institut für Transport- und Automatisierungstechnik“ (ITA) der Leibniz Universität Hannover zusammen.