Dusty plasma
دھول دار پلازما ایک ایسا پلازما ہوتا ہے جس میں مائکرو میٹر (10−6) سے لے کر نینو میٹر (10−9) سائز کے ذرات ہوتے ہیں۔ دھول کے ذرات چارج ہوتے ہیں اور پلازما اور ذرات پلازما کی طرح برتاؤ کرتے ہیں۔ دھول کے ذرات بڑے ذرات تشکیل دے سکتے ہیں جس کے نتیجے میں "اناج پلازما" بن سکتے ہیں۔ چارج شدہ دھول کے ذرات کے ساتھ پلازما کا مطالعہ کرنے کی اضافی پیچیدگی کی وجہ سے، دھول والے پلازما کو پیچیدہ پلازما بھی کہا جاتا ہے۔ ڈسٹ پلازما کا سامنا اس میں ہوتا ہے: خلائی پلازما زمین کا میسوسفیئر خاص طور پر تیار کردہ لیبارٹری کے تجربات ڈسٹ پلازما دلچسپ ہیں کیونکہ ذرات کی موجودگی چارج شدہ ذرہ توازن کو نمایاں طور پر بدل دیتی ہے جس کی وجہ سے مختلف مظاہر ہوتے ہیں۔ یہ موجودہ تحقیق کا ایک شعبہ ہے۔ اناج کے درمیان الیکٹروسٹیٹک جوڑی ایک وسیع رینج میں مختلف ہو سکتی ہے تاکہ دھول والے پلازما کی حالتیں کمزور جوڑی (گیس) سے کرسٹل میں تبدیل ہو سکیں۔ اس طرح کے پلازما تعامل کرنے والے ذرات کے غیر ہیملٹنین نظام کے طور پر اور خود تنظیم، پیٹرن کی تشکیل، مرحلے کی منتقلی، اور اسکیلنگ کی عمومی بنیادی طبیعیات کا مطالعہ کرنے کے ایک ذریعہ کے طور پر دلچسپی رکھتے ہیں۔ خصوصیات پلازما میں دھول کا درجہ حرارت اس کے ماحول سے بالکل مختلف ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر: دھول کے ذرات کی برقی صلاحیت عام طور پر 1-10 V (مثبت یا منفی) ہوتی ہے۔ پوٹینشل عام طور پر منفی ہوتا ہے کیونکہ الیکٹران آئنوں سے زیادہ متحرک ہوتے ہیں۔ طبیعیات بنیادی طور پر ایک لینگ مائر تحقیقات کی ہے جو کوئی خالص کرنٹ نہیں کھینچتی ہے، بشمول ڈیبی لمبائی سے چند گنا موٹائی کے ساتھ ڈیبی ہیتھ کی تشکیل۔ اگر دھول کے دانے کو چارج کرنے والے الیکٹران رشتہ دار ہیں، تو دھول کئی کلو وولٹ تک چارج ہو سکتی ہے۔ فیلڈ الیکٹران کا اخراج، جو منفی صلاحیت کو کم کرتا ہے، ذرات کے چھوٹے سائز کی وجہ سے اہم ہو سکتا ہے۔ فوٹو الیکٹرک اثر اور مثبت آئنوں کے اثرات دراصل دھول کے ذرات کی مثبت صلاحیت کا باعث بن سکتے ہیں۔ حرکیات پلازما میں چارج شدہ دھول کی حرکیات میں دلچسپی سیٹرن کے بجتوں میں ترجمانوں کا پتہ لگانے سے بڑھ گئی۔ پلازما میں ٹھوس ذرات کی حرکت مندرجہ ذیل مساوات کی پیروی کرتی ہے: جہاں اصطلاحات لورینٹز قوت، کشش ثقل، تابکاری کے دباؤ کی وجہ سے قوتوں، ڈریگ قوتوں اور تھرموفورٹک قوت کے لیے ہیں۔ لورینٹز قوت، برقی اور مقناطیسی قوت کی شراکت، اس طرح دی جاتی ہے: جہاں E برقی میدان ہے، v رفتار ہے اور B مقناطیسی میدان ہے۔ دھول کے ذرہ پر عمل کرنے والی تمام کشش ثقل قوتوں کا مجموعہ ہے، چاہے وہ سیاروں، مصنوعی سیاروں یا دیگر ذرات سے ہو اور تابکاری کے دباؤ سے پیدا ہونے والی قوت کا حصہ ہے۔ یہ اس طرح دیا گیا ہے: قوت ویکٹر کی سمت، فوٹون بہاؤ کے واقع تابکاری کی سمت ہے۔ دھول کے ذرہ کا رداس ہے۔ ڈریگ فورس کے لیے دلچسپی کے دو بڑے اجزاء ہوتے ہیں، وہ مثبت آئنوں-دھول کے ذرہ تعاملات، اور غیر جانبدار دھول کے ذرہ تعاملات سے۔ آئن-دھول کے تعاملات کو مزید تین مختلف تعاملات میں تقسیم کیا گیا ہے، باقاعدہ تصادم کے ذریعے، ڈیبی ہیتھ ترمیم کے ذریعے، اور کولمب تصادم کے ذریعے۔ تھرموفورٹک قوت وہ قوت ہے جو خالص درجہ حرارت کے میلان سے پیدا ہوتی ہے جو پلازما میں موجود ہو سکتی ہے، اور اس کے بعد دباؤ میں عدم توازن ؛ جس کی وجہ سے کسی مخصوص سمت سے تصادم سے زیادہ خالص رفتار فراہم ہوتی ہے۔ پھر ذرہ کے سائز کے لحاظ سے، چار زمرے ہوتے ہیں: بہت چھوٹے ذرات، جہاں غالب ہوتے ہیں۔ چھوٹے دانے، جہاں q/m ≈، اور پلازما اب بھی حرکیات میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ بڑے دانے، جہاں برقی مقناطیسی اصطلاح نہ ہونے کے برابر ہے، اور ذرات کو دانے کہا جاتا ہے۔ ان کی حرکت کا تعین کشش ثقل اور چپچپا پن سے ہوتا ہے۔ بڑی ٹھوس لاشیں۔ سینٹی میٹر اور میٹر کے سائز کے اجسام میں، چپچپا پن اہم خلل کا سبب بن سکتا ہے جو مدار کو تبدیل کر سکتا ہے۔ کلومیٹر کے سائز (یا اس سے زیادہ) اجسام میں، کشش ثقل اور جمود حرکت پر حاوی ہوتے ہیں۔ لیبارٹری کے دھول دار پلازما کا اکثر لیبارٹری کے سیٹ اپ میں مطالعہ کیا جاتا ہے۔ دھول کے ذرات پلازما کے اندر اگائے جا سکتے ہیں، یا مائکرو پارٹیکلز داخل کیے جا سکتے ہیں۔ عام طور پر، کم درجہ حرارت والے پلازما کا استعمال کیا جاتا ہے جس میں کم درجے کی آئنائزیشن ہوتی ہے۔ اس کے بعد مائکرو پارٹیکلز توانائی اور رفتار کی نقل و حمل کے حوالے سے غالب جزو بن جاتے ہیں، اور انہیں بنیادی طور پر واحد نوع کا نظام سمجھا جا سکتا ہے۔ یہ نظام تینوں کلاسیکی مراحل، ٹھوس، مائع اور گیس میں موجود ہو سکتا ہے، اور اس کا استعمال کرسٹلائزیشن، لہر اور جھٹکے کے پھیلاؤ، عیب کے پھیلاؤ وغیرہ جیسے اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ جب مائکرو میٹر سائز کے ذرات استعمال کیے جاتے ہیں تو انفرادی ذرات کا مشاہدہ کرنا ممکن ہوتا ہے۔ ان کی حرکت اتنی سست ہے کہ اسے عام کیمروں سے دیکھا جا سکتا ہے، اور نظام کی حرکیات کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، مائکرو میٹر سائز کے ذرات کے لیے، کشش ثقل ایک غالب قوت ہے جو نظام کو پریشان کرتی ہے۔ اس طرح، تجربات بعض اوقات مائکرو گریویٹی کے حالات میں پیرابولک پروازوں کے دوران یا خلائی اسٹیشن پر کیے جاتے ہیں۔ فیوژن پلازما ریسرچ میں بھی دھول اہم کردار ادا کرتی ہے۔ مقناطیسی کنفینمنٹ فیوژن توانائی کی پیداوار کے لیے طویل مدت کے لیے ڈی-ٹی پلازما کے اخراج کو جلانے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسا کہ آئی ٹی ای آر اور کسی بھی فیوژن پائلٹ پلانٹ کے لیے متوقع ہے۔ تاہم، یہ ویکیوم چیمبر کے اندر دھول کی تشکیل سے متعلق چیلنجز پیش کرتا ہے، جو نجاست کا سبب بنتا ہے اور کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ دھول کے ذرات، نینو سے لے کر ملی میٹر سائز تک، اعلی ذرہ اور حرارت کے بہاؤ کی وجہ سے پلازما کا سامنا کرنے والے اجزاء (پی ایف سی) کو پہنچنے والے نقصان کی وجہ سے پیدا ہو سکتے ہیں۔ آئی ٹی ای آر جیسے فیوژن ڈیوائسز میں، دھول کی وجہ سے ہونے والی رکاوٹیں پی ایف سی کو نمایاں طور پر نقصان پہنچا سکتی ہیں، اور جہاز میں موجود دھول کی انوینٹری کی حدود کو پورا کرنا ضروری ہے۔ بعض صورتوں میں، دھول (پاؤڈر) ایک مثبت کردار ادا کر سکتی ہے، جیسے ان سیٹو وال کنڈیشنگ، ایج لوکلائزڈ طریقوں کو دبانا، اور ڈائیورٹر میں گرمی کے بہاؤ میں کمی۔ پدم کانت شکلا-انٹروڈکشن ٹو ڈسٹ پلازما فزکس ہیرمبا بیلونگ نوٹس کے شریک مصنف بیرونی روابط فورسچنگگروپ کامپلیکس پلازمین-ڈی ایل آر اوبرفافینفوفین حوالہ جات ڈسٹ پلازما: فزکس، کیمسٹری اور پلازما پروسیسنگ میں تکنیکی اثرات، جان ولی اینڈ سنز لمیٹڈ۔ مرلینو، رابرٹ ایل۔، "تجرباتی تحقیقات ڈسٹ پلازما" (2005) (پی ڈی ایف پری پرنٹ) ؛ دھول دار پلازما، مورفیل، گریگور ای۔ اور ایولیف، الیکسی وی میں لیبارٹری کے تجربات کی کچھ تاریخ کو اجاگر کرتا ہے، "کمپلیکس پلازما: ایک بین الضابطہ تحقیقی میدان"، ریو۔ موڈ۔ فزیکل۔ 81، 1353 (2009) پلازما کی اقسام فلکیات