DissBlog

Gedanken einer Doktorandin

Von Plasmakristallen zum Universum – ICPDP Tag 3

Das Thema des dritten Tags der ICPDP waren Plasmakristalle, das heißt die kristalline Phase eines Komplexen Plasmas. A. Gavrikov aus Moskau (der Doktorand des eigentlich angekündigten O. Petrov und damit einer der wenigen jungen Vortragenden) berichtete von dem Verhalten der Mikroteilchen unter dem Einfluss von externen Feldern, Strahlung und Teilchenstrahlen. Er stellte einige Versuche zu Komplexen Plasmen in Magnetfeldern vor (Rotation der Teilchenwolke). Wird das System mit einem starken Laser beleuchtet, kann der Fluss der Teilchen beobachtet werden. Mit Hilfe eines Elektronenstrahls können sehr hohe Ladungen erreicht werden.

Als nächstes sprach D. Block von der Universität Kiel von der Struktur und Dynamik einer „endlichen“ (nur wenige Teilchen) dreidimensionalen Teilchenwolke, die Ähnlichkeiten mit Ionenkristallen aufweist. Interessant war hierbei auch die vorgestellte Analysemethode: es wird ein Hologramm mithilfe einer Kamera aufgenommen, das dann numerisch ausgewertet wird und es erlaubt, die dreidimensionalen Positionen aller Teilchen simulan aufzunehmen. Es wurden nur Daten von einer sehr kleinen Wolke vorgestellt, es wäre interessant zu sehen, ob diese Methode auch für übliche Cluster verwendbar ist.

V. Nosenko aus unserer Gruppe stellte seine Experimente zu Dislokationen in Plasmakristallen vor, deren Wachstum auf dem kinetischen (Teilchen-) Level beobachtet wurden. Dabei untersuchte er eine Lage Mikroteilchen bei sehr niedrigem Druck, die durch das Magnetfeld der Erde langsam rotierte.

M. Rubin-Zuzic, ebenfalls aus Garching, sprach danach über Versuche, in denen die Wechselwirkung von verschiedenen Teilchengrößen untersucht wurde. Dabei wurden auf der Raumstation Teilchen in eine schon vorhandene Wolke eingestreut und bildeten dabei Gassen aus. Die Analyse solcher Versuche ist schwierig, da man in den Bildern kaum die eine Teilchengröße von der anderen unterscheiden konnte. In den hier vorgestellten Experimenten wurde dafür ein Gabor-Filter verwendet.

Der nächste Vortrag, von I. Kourakis, handelte von lokalen Anregungen in Komplexen Plasmen und den Wellen, die in diesen Systemen angeregt werden können. Dabei wurden auch Solitons theoretisch untersucht, ein Thema, das zufällig genau zu der experimentellen Arbeit von meinem Kollegen Ralf Heidemann passt, wie in dem Vortrag auch betont wurde. Natürlich zur Freude beider Seiten, denn Theoretiker freuen sich natürlich genauso wie die Experimentalphysiker, wenn das passende Experiment und Theorie sich „finden“.

Schließlich sprach noch R. Bingham über Staub im Universum. Der Staub wurde von den ersten Supernovae produziert, was man an staubigen, sehr weit entfernten Galaxien sieht. Der interplanetare und -stellare Staub wird dabei von Kosmischer Strahlung ionisiert. Er kann mithilfe des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und seiner thermischen Emission untersucht werden.

Nachmittags fand der Konferenz-Ausflug statt, bei dem wir zu mehreren vulkanisch aktiven Orten gefahren sind, an dem kochendes Wasser aus dem Boden tritt und spektakulär dampft. Außerdem haben wir zwei Seen und eine Tee-Fabrik besucht.

Werbeanzeigen

23. Mai 2008 Posted by | Wissenschaft | Hinterlasse einen Kommentar

Vom Staub im Fusionsreaktor zur Internationalen Raumstation – ICPDP Tag 2

Der zweite Tag der International Conference on the Physics of Dusty Plasmas begann mit einem Vortrag von Cécile Arnas über das Wachstum von Nanoteilchen in Plasmen. Die Französin hat ein Modell vorgestellt, mit dem gezeigt wird, wie kleine, gesputterte Teilchen sich abkühlen und dann kondensieren.

Danach berichtete Alex Samarian aus Sydney über eine Untersuchung von Staubteilchen nach der Abschaltung eines Plasmas. Die Teilchen entladen sich nicht sofort, sondern behalten für eine ganze Weile noch eine Ladung, die man mithilfe eines wechselnden elektrischen Feldes messen kann.

Alexei Ivlev aus unserer Gruppe in Garching stellte verschiedene Versuche und theoretische Überlegungen zur Rheologie von Komplexen Plasmen vor, unter anderem Experimente zu Scheerkräften auf Staubteilchen und Rechnungen zur Konvektion von Gasen bei extrem niedrigen Drücken (kleiner als 10 Pa).

Nach der Kaffeepause (habe den Tee entdeckt, der viel besser als der extrem starke Kaffee ist) sprach Hubertus Thomas, ebenfalls unsere Gruppe, über die Ergebnisse des momentanen Experiments zu Komplexen Plasmen auf der Internationalen Raumstation, PK3-Plus. Er zeigte einige Filme zu dem Heartbeat, der ja auch schon am Vortag erwähnt worden war, zu Reihenbildung von Teilchen (wie Fußgänger auf dem Weihnachtsmarkt, die aneinander vorbeikommen wollen, ohne andauernd an andere Leute zu stoßen) und zu elektrorheologischen Fluiden.

Danach sprach Kostya Ostrikov sehr energetisch über Plasma Nanoarchitektur, einem Thema, von dem ich noch nie etwas gehört hatte. Anscheinend ist es möglich, mithilfe von Plasma genau designte Nanostrukturen zu bilden.

Lin I aus Taiwan stellte Arbeiten zu selbstangeregten Wellen in komplexen Plasmen vor, die mich dann wieder sehr interessierten, da sie meinem vor einiger Zeit publizierten Paper sehr ähneln. Sogar die Analysemethoden mithilfen von „Periodgrammen“ war dieselbe. Wenn ich wieder zu Hause bin, werde ich mal nach Publikationen von seiner Gruppe zu dem Thema suchen.

Am Nachmittag ging es um Staub in dem geplanten Fusionsreaktor, ITER. Wie Michiya Shimada und Sandrine Rosanvallon erklärten, wird Staub in dem Tokamak unter verschiedenen Umständen entstehen, was sowohl ein Sicherheitsproblem (der Staub wird aktiviert, damit dann radioaktiv und darf somit nicht in die Umwelt gelangen) als auch ein Problem für den Betrieb des Reaktors ist (der Staub kühlt z.B., so dass irgendwann nicht mehr Energie gewonnen als reingesteckt wird).

Es gibt verschiedene Vorschläge, die Bildung von Staub zu minimieren und dann zu entfernen. Auf alle Fälle noch eine Aufgabe, an der geforscht wird. Dmitry Rudakov aus San Diego stellte die Forschungsergebnisse zu dem Thema an dem DIII-D Tokamak dar. S. Krasheninnikov zeigte auch einige (für mich beeindruckende) Filme von Staub, der durch das heiße Plasma fliegt und sprach von einer Simulation zu dem Transport von Staub.

C. Ticos sprach über Experimente mit dichten Plasmen, die schnell fließen (mehr als 20 – 60 km/s). Dabei wurden die Staubteilchen sp heiß, das sie leuchteten und mithilfe einer extrem schnellen Kamera beobachtet werden konnten.

Als letzten Vortrag am Dienstag sprach schließlich S. Benkadda über Driftwellen in staubigen Plasmen.

Danach haben wir die portugisische Küche genossen und extrem leckeren Schwertfisch gegessen (und auch mal über etwas anderes gesprochen als komplexe Plasmaphysik 😉 ).

23. Mai 2008 Posted by | Konferenz | Hinterlasse einen Kommentar

ICPDP5 – Tag 1

Poster der ICPDPAm Samstag abend sind wir auf den Azoren angekommen, um die International Conference on the Physics of Dusty Plasmas zu besuchen. Den Sonntag haben wir hauptsächlich für uns nutzen können, ab 16 Uhr fand lediglich die Registrierung und ein Welcome Drink in der Uni statt. Dort haben wir alle einen Rucksack, das Buch mit den Abstacts, Namensschilder und einige andere Kleinigkeiten erhalten. Es war schön, schon dort viele bekannte Gesicher zu sehen.

Am Montag um 10 vor 9 ging es dann mit einer Begrüßung los. Zu meiner Überraschung hat der Chairman, Padma Shukla, erklärt, dass besonders viele Vorträge an junge Wissenschaftler vergeben worden wären… Bisher, gegen Ende des zweiten Tags, wurden gerade zwei Vorträge von jungen Leuten gehalten. Nun ja.

Der erste Vortrag war dann auch gleich von Greg Morfill, einem der Mitentdecker von Plasmakristallen, Chef der größten Forschungsgruppe, die sich mit diesem Thema beschäftigt (und nebenbei mein Boss 😉 ).

Zunächst hat Greg Morfill einen Überblick über die Geschichte der komplexen Plasmen gegeben, immerhin mittlerweile schon 15 Jahre. Er hat auch einige momentan interessanten Forschungsthemen angesprochen, wie Selbstorganisation, nicht-Hamilton’sches Verhalten, und elektrorheologische Eigenschaften von komplexen Plasmen.

Danach kam ein Vortrag von M. Mikikian aus Frankreich über die „Heartbeat“-Instabilität. Dabei kontrakhiert der zentrale Void, den komplexe Plasmen manchmal zeigen, regelmäßig und weitet sich dann wieder aus. Sieht fast aus wie ein schlagendes Herz, daher der Name.

More... Die Gruppe aus Orléans hat das Plasmaleuchten und den Strom der Entladung während dieser Instabiliät untersucht und interessante Korrelationen gefunden. Leider haben sie trotzdem keine Ahnung, wodurch der Herzschlag denn nun verursacht wird, aber die Forschung geht ja weiter.

Der nächste Vortrag war von Tetyana Antonova aus unserer Gruppe in Garching. Tetyana untersucht Mikroteilchen-Cluster von wenigen Teilchen Größe, die mit einer bestimmten Teilchenanzahl stabiler sind (sogenannte „magische Zahlen“). Sie verwendet dazu verschiedenfarbige Laser und kann so eine dreidimensionale Analyse durchführen.

Nach der Kaffeepause (mit unheimlich starkem Kaffee) hielt Terrance Sheridan einen Vortrag über die Ladung von Mikroteilchen, die auf einer Oberfläche in einem Plasma liegen. Falls es gelingt, diese Teilchen durch ihre Ladung zu levitieren, könnten z.B. Raumanzüge auf dem Mond vom Mondstaub gereinigt werden oder auch Wafer von Verunreinigungen.

Als nächstes sprach Sergey Khrapak über die Auswirkungen von Stößen in komplexen Plasmen. Interessanterweise ändert sich die Stärke (und theoretisch vorhergesagt unter bestimmten Bedingungen sogar die Richtung) der Reibungskraft zwischen Ionen und Mikroteilchen, wenn man die Absorption von Ionen auf den Mikroteilchen miteinbezieht.

Der letzte Vortrag vor der Mittagspause, von Robin Kaiser, handelte von laser-gekühlten Atomen. Eigentlich ein „fachfremdes“ Thema, gibt es doch auch bei diesen Systemen Parallelen zu komplexen Plasmen, und eine weitergreifende Kooperation wäre vermutlich für beide Seiten interessant.

Nach der Pause sprach Eva Kovacevic über den Versuch, mit Laborsystemen astrophysikalischen Staub zu untersuchen. Bekannterweise besteht 99 % der bekannten Materie im Universum aus Plasma und der Rest aus „Staub“ (darunter auch ein paar Planeten 😉 ). Der Fluss von Roten Riesen ist wohl durchaus mit unseren Radiofrequenzplasmen vergleichbar, was mich ehrlich gesagt überrascht hat.

Boris Gordiets berichtete danach von einem Modell, das das Wachstum von Nanoteilchen beschreiben soll, und schließlich sprach Johannes Berndt über Plasmachemie, beides Themen, mit denen ich persönlich nicht so viel zu tun habe.

Danach wurden die Poster vorgestellt. Ich habe mich besonders über ein Poster von Lu-Jing Hou aus Kiel gefreut, der das Verhalten von Mikroteilchen in einer Welle simuliert hat und dabei auf ein ganz ähnliches Ergebnis gekommen ist, wie ich in meinem ersten Paper experimentell gefunden habe. Die Diskussionen waren aber insgesamt interessant, unter anderem auch mit Oliver Arp, ebenfalls aus der Kiel-Gruppe, der sich auch mit Wellen beschäftigt.

Abends gab es dann noch einen Empfang mit einem Kalten Buffet mit regionalen Spezialitäten (der Käse von den Azoren ist besonders lecker). Insgesamt ein anstrengender, aber schöner erster Konferenztag.

20. Mai 2008 Posted by | Konferenz | 1 Kommentar

I Love The Whole World

Gerade habe ich bei Wissen schafft Kommunikation dieses Video entdeckt:

Eigentlich eine Werbung für den Discovery-Channel, aber wie schon Christoph Larssen schrieb: wohl eher Werbung für die Erde. Das Video zeigt außerdem sehr gut die Faszination an der Wissenschaft überhaupt, finde ich. 🙂 Ein definitiver Favorit von mir.

Von der Welt werde ich dieses Wochenende übrigens wieder ein wenig mehr sehen, ich fliege nämlich auf die Azoren zur Fifth International Conference on the Physics of Dusty Plasmas. Falls ich die Zeit finde und es dort einen Internetzugang gibt (eigentlich Standard auf wissenschaftlichen Konferenzen) werde ich natürlich hier davon berichten.

15. Mai 2008 Posted by | Öffentlichkeit, Wissenschaft, Wunderschön | Hinterlasse einen Kommentar

Offtopic: Impfungen

Noch einmal kurz offtopic (da ich vor kurzem mal wieder eine Diskussion mit einem Impfgegner hatte): Beim Assitenzarzt befindet sich ein lesenswerter Artikel über die Masern: Link. Bitte lesen und weiterempfehlen.

10. Mai 2008 Posted by | Offtopic | , , | 1 Kommentar