Experimentální studium teploty elektronů a iontů v impaktovém plazmatu

Student: Kočiščák Samuel
Vedoucí: Doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D.
Stav práce: volná

Anotace:

Prach (objekty mikrometrových rozměrů) je přítomen v celém vesmíru a často lze jeho přítomnost jen velmi těžko určit. Detekce specializovanými přístroji je relativně složitá, ovšem poslední dobou se ukazuje, že k detekci dopadu rychlých zrn lze využít i jiné přístroje, např. antény či Faradayovy válce, ve kterých je možné detekovat sekundární projev dopadu — vznik obláčku plazmatu, který se rychle rozpadá a generuje elektrický signál. Takto vytvořené plazma se záhy rozpadá, avšak určení parametrů, jako je teplota částic, je pro další vývoj zásadní, leč nedostatečně popsané. Laboratorní studium je poměrně obtížné vzhledem k potřebným vysokým rychlostem prachových zrn — k tomu se využívají specializované urychlovače prachových zrn. Práce si klade za cíl určení těchto teplot a z nich jednak poodhalit princip vzniku impaktového plazmatu a jednak popsat vývoj po rozpadu plazmatu včetně detekce tohoto děje např. anténami.

Zásady pro vypracování:
1. Rešerše literatury — interakce prachových zrn s pevnými povrchy a generace tzv. impaktového plazmatu.
2. Seznámení se s principem urychlovače prachových zrn a jeho použití pro simulace dopadů vesmírného prachu.
3. Stanovení teplot elektronů a iontů v oblaku impaktového plazmatu, určení závislosti na rychlosti/hmotnosti zrna.
4. Porovnání změřených charakteristik s teoretickými předpoklady, modely a předchozími experimenty.
5. Odhad vlivu určených parametrů na identifikaci a registraci dopadu prachových zrn detektory na družicích.

Seznam odborné literatury:
[1] L. Eckertová a kol.: Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992.
[2] E. Grün, B. A. S. Gustafson, S. Dermott, H. Fechtig: Interplanetary Dust. Astronomy and Astrophysics Library. Springer, Berlin 2001.
[3] L. Nouzák: Laboratory investigation of dust charging and impact ionization, disertační práce, Univerzita Karlova, Praha, 2018.
[4] A. Piel: Plasma Physics, An Introduction to Laboratory, Space, and Fusion Plasmas. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2010.
Časopisecká literatura dle dohody s vedoucím práce.