Self-Organization of Clusters of Active Brownian Particles in a Colloidal Plasma under the Action of Laser Radiation

M. M. Vasiliev; Васильев М. М.; A. A. Alekseevskaya; Алексеевская А. А.; K. G. Koss; Косс К. Г.; E. V. Vasilieva; Васильева Е. В.; O. F. Petrov; Петров О. Ф.

doi:10.31857/S0040364423060170

Самоорганизация кластеров активных броуновских частиц в коллоидной плазме при воздействии лазерного излучения

Авторы: Васильев М.М.¹, Алексеевская А.А.¹, Косс К.Г.¹, Васильева Е.В.¹, Петров О.Ф.¹
Учреждения:
1. ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН
Выпуск: Том 61, № 6 (2023)
Страницы: 825-829
Раздел: Исследование плазмы
URL: https://permmedjournal.ru/0040-3644/article/view/653045
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423060170
ID: 653045

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Кластеры активных броуновских частиц в газоразрядной плазме рассматриваются как открытые системы с обменом энергией с окружающей средой. Показана эволюция кластера из 19 активных броуновских частиц с частично поглощающей металлической поверхностью (так называемых янус-частиц) при воздействии на них интенсивного лазерного излучения. Экспериментально наблюдалось формирование сильно коррелированных кластеров заряженных частиц с ростом мощности лазерного излучения. На основе анализа траекторий частиц, области их локализации, изменения их кинетической энергии, фрактальной размерности и динамической энтропии при различных значениях плотности мощности лазерного излучения изучена самоорганизация кластера сильновзаимодействующих частиц в плазме высокочастотного тлеющего разряда.

Список литературы

Ebeling W., Feistel R. Physics of Self-organization and Evolution. Weinheim: Wiley‒VCH, 2011.
Prigogine I., Nicolis G., Babloyantz A. Thermodynamics of Evolution // Phys. Today. 1972. V. 25. № 11. P. 23.
Petrosky T.Y., Prigogine I. Laws and Events: The Dynamical Basis of Self-organization // Canad. J. Phys. 1990. V. 68. № 9. P. 670.
Shields C.W. IV, Velev O.D. The Evolution of Active Particles: Toward Externally Powered Self-propelling and Self-reconfiguring Particle Systems // Chem. 2017. V. 3. № 4. P. 539.
Petrov O.F., Statsenko K.B., Vasiliev M.M. Active Brownian Motion of Strongly Coupled Charged Grains Driven by Laser Radiation in Plasma // Sci. Rep. 2022. V. 12. № 1. P. 8618.
Su H., Hurd Price C.A., Jing L., Tian Q., Liu J., Qian K. Janus Particles: Design, Preparation, and Biomedical Applications // Mater. Today Bio. 2019. V. 4. P. 100033.
Deng D., Argon A.S., Yip S. A Molecular Dynamics Model of Melting and Glass Transition in an Idealized Two-dimensional Material I // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 1989. V. 329. 549.
Allegrini P., Douglas J.F., Glotzer S.C. Dynamic Entropy as a Measure of Caging and Persistent Particle Motion in Supercooled Liquids // Phys. Rev. E. 1999. V. 60. P. 5714.
Gaspard P., Wang X.-J. Noise, Chaos, and (ε, τ)-Entropy per Unit Time // Phys. Rep. 1993. V. 235. № 6. P. 291.
Gaspard P., Nicolis G. Transport Properties, Lyapunov Exponents, and Entropy per Unit Time // Phys. Rev. Lett. 1990. V. 65. P. 1693.
Mandelbrot B.B. The Fractal Geometry of Nature. San Francisco: W.H. Freeman and Co., 1982.
Koss X.G., Petrov O.F., Statsenko K.B., Vasiliev M.M. Small Systems of Laser-driven Active Brownian Particles: Evolution and Dynamic Entropy // EPL. 2018. V. 124. P. 45 001.