Q-машина
Q -машина — это устройство, которое используется в экспериментальной физике плазмы . Название Q-машина связано с первоначальным намерением создать покоящаяся плазма, свободная от флуктуаций, которые присутствует в плазме, создаваемой электрическими разрядами. Q-машина впервые был описан в публикации Ринна и Д'Анджело. [ 1 ]
Плазма Q-машины создается на нагретой пластине. примерно до 2000 К, поэтому его называют горячей пластинкой. Электроны испускаемые горячей пластиной посредством термоэлектронной эмиссии, и ионы создаются путем контактной ионизации атомов щелочных металлов которые имеют низкий потенциал ионизации. Горячая плита изготовлена из металл, обладающий большой работой выхода и выдерживающий высокие температуры, например, вольфрама или рения. Щелочной металл – это варят в печи, предназначенной для направления луча щелочи пары металла попадают на горячую пластину. Высокая стоимость конфорки работа выхода и низкий потенциал ионизации металла делают при низком потенциальном барьере для электрона в щелочном металле преодолеть, тем самым делая процесс ионизации более эффективным. Иногда барий вместо щелочного металла используют из-за его превосходные спектроскопические свойства. Дробная ионизация плазмы добротной машины может приближаться к единице, что может быть на порядки больше, чем предсказывает теория Уравнение ионизации Саха .
Температура плазмы Q-машины близка к температуре горячей пластины, а температуры ионов и электронов одинаковы. Хотя эта температура (около 2000 К) высока по сравнению с комнатной температура, она намного ниже температуры электронов, которые обычно встречается в плазме разряда. Низкая температура позволяет создать плазменный столб, который составляет несколько радиусов ионного гироскопа в поперечнике. Поскольку щелочные металлы твердые вещества при комнатной температуре прилипнут к стенкам машина при ударе, поэтому нейтральное давление может сохраняться настолько низкий, что для всех практических целей плазма полностью ионизирована.
Исследование плазмы, проведенное с использованием Q-машин. включает в себя ионные циклотронные волны, движимые током, [ 2 ] волны Кельвина-Гельмгольца, [ 3 ] и электронное фазовое пространство отверстия. [ 4 ]
Сегодня Q-машины можно найти в Университете Западной Вирджинии и в Университет Айовы в США, Университет Тохоку в Сендае в Японии и в Инсбрукском университете в Австрии.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ринн, Натан; Д'Анджело, Никола (1960). «Устройство для генерации низкотемпературной высокоионизированной цезиевой плазмы». Обзор научных инструментов . 31 (12). Издательство АИП: 1326–1333. Бибкод : 1960RScI...31.1326R . дои : 10.1063/1.1716884 . ISSN 0034-6748 .
- ^ Мотли, RW; Д'Анджело, Н. (1963). «Возбуждение электростатических колебаний плазмы вблизи ионной циклотронной частоты». Физика жидкостей . 6 (2). Издательство AIP: 296. Бибкод : 1963PhFl....6..296M . дои : 10.1063/1.1706728 . ISSN 0031-9171 .
- ^ Д'Анджело, Н.; фон Гелер, С. (1966). «Исследование неустойчивости Кельвина-Гельмгольца в плазме цезия» . Физика жидкостей . 9 (2). Издательство AIP: 309. Бибкод : 1966PhFl....9..309D . дои : 10.1063/1.1761674 . ISSN 0031-9171 .
- ^ Саэки, К.; Михельсен, П.; Печели, ХЛ; Расмуссен, Дж. Юул (19 февраля 1979 г.). «Формирование и слияние одиночных электронных дырок». Письма о физических отзывах . 42 (8). Американское физическое общество (APS): 501–504. Бибкод : 1979PhRvL..42..501S . дои : 10.1103/physrevlett.42.501 . ISSN 0031-9007 .