On Anomalous Dissipation in Plasma of Dusty Mercury’s Exosphere

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The anomalous dissipation related to the effect of charging of dust particles that gives rise to new physical phenomena, effects, and mechanisms represents one of the main specific features of dusty plasma that makes it different from conventional plasma containing no charged dust particles. We analyze the process of anomalous dissipation in the context of description of the dynamics of dust particles in dusty plasma of the Mercury’s exosphere. An analytical description of oscillations of a dust particle above the surface of Mercury is presented. The frequency of charging of dust particles that characterizes the anomalous dissipation determines the damping of such oscillations. It is demonstrated that the anomalous dissipation is important for substantiation of the model of levitating dust particles that is used for description of dusty plasma above Mercury. The results of numerical simulations that justify the use of the discussed model are presented.

About the authors

S. I. Popel

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: popel@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 117997

Yu. N. Izvekova

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: popel@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 117997

A. P. Golub’

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: popel@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 117997

References

  1. Dusty plasmas: physics, chemistry and technological impacts in plasma processing / ed. A. Bouchoule. New York: John Wiley and Sons Inc., 1999. 408 p.
  2. Shukla P.K., Mamun A. A. Introduction to dusty plasmas physics. Bristol: IOP Publishing, 2002. 265 p.
  3. Vladimirov S.V., Ostrikov K., Samarian A. A. Physics and applications of complex plasmas. London: Imperial College Press, 2005. 500 p.
  4. Tsytovich V.N., Morfill G. E., Vladimirov S. V., Thomas H. Elementary physics of complex plasmas. Berlin: Springer-Verlag, 2008. 370 p.
  5. Попель С. И. Лекции по физике пылевой плазмы. М.: МФТИ, 2012. 160 с.
  6. Фортов В.Е., Батурин Ю. М., Морфилл Г. О., Петров О. Ф. Плазменный кристалл. Космические эксперименты. М.: Физматлит, 2015.
  7. Цытович В.Н. // УФН. 1997. Т. 167. С. 57.
  8. Цытович В.Н., Винтер Дж. // УФН. 1998. Т. 168. С. 899.
  9. Tsytovich V.N. // Austral. J. Phys. 1998. V. 51. P. 763.
  10. Merlino R.L., Goree J. A. // Phys. Today. 2004. No. 7. P. 32.
  11. Popel S.I., Morfill G. E. // Ukr. J. Phys. 2005. V. 50. P. 161.
  12. Vladimirov S.V., Ostrikov K. // Phys. Reports. 2004. V. 393. P. 175.
  13. Ostrikov K. // Rev. Mod. Phys. 2005. V. 77. P. 489.
  14. Нефедов А.П., Петров О. Ф., Фортов В. Е. // УФН. 1997. Т. 167. С. 1215.
  15. Фортов В.Е., Храпак А. Г., Храпак С. А., Молотков В. И., Петров О. Ф. // УФН. 2004. Т. 174. С. 495.
  16. Fortov V.E., Ivlev A. V., Khrapak S. A., Khrapak A. G., Morfill G. E. // Phys. Reports. 2005. V. 421. P. 1.
  17. Popel S.I., Kopnin S. I., Yu M. Y., Ma J. X., Huang F. // J. Phys. D: Applied Phys. 2011. V. 44. P. 174036.
  18. Popel S.I., Golub’ A.P., Zelenyi L. M., Dubinskii A. Yu. // Planet. Space Sci. 2018. V. 156. P. 71.
  19. Зеленый Л.М., Попель С. И., Захаров А. В. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. С. 441.
  20. Tsytovich V.N., Havnes O. // Comm. Plasma Phys. Contr. Fusion. 1993. V. 15. P. 267.
  21. Benkadda S., Tsytovich V. N. // Phys. Plasmas. 1995. V. 2. P. 2970.
  22. Popel S.I., Yu M. Y., Tsytovich V. N. // Phys. Plasmas. 1996. V. 3. P. 4313.
  23. Попель С.И., Голубь А. П., Лосева Т. В. // Письма в ЖЭТФ. 2001. Т. 74. С. 396.
  24. Popel S.I., Gisko A. A. // Nonlin. Processes in Geophys. 2006. V. 13. P. 223.
  25. Popel S.I., Golub’ A.P., Losseva T. V., Ivlev A. V., Khrapak S. A., Morfill G. // Phys. Rev. E. 2003. V. 67. P. 056402.
  26. Popel S.I., Golub’ A.P., Kassem A. I., Zelenyi L. M. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 013701.
  27. Попель С.И., Голубь А. П. // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 115. С. 629.
  28. Попель С.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 48.
  29. Попель С.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 813.
  30. Benkhoff J., Murakami G., Baumjohann W., Besse S., Bunce E., Casale M., Cremosese G., Glassmeier K.-H., Hayakawa H., Heyner D., Hiesinger H., Huovelin J., Hussmann H., Iafolla H., Iess L., Kasaba Y., Kobayashi M., Milillo A., Mitrofanov I. G., Montagnon E., Novara M., Orsini S., Quemerais E., Reininghaus U., Saito Y., Santoli F., Stramaccioni D., Sutherland O., Thomas N., Yoshikawa I., Zender J. // Space Sci. Rev. 2021. V. 217. P. 90.
  31. Popel S.I., Golub’ A.P., Zelenyi L. M. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. P. 043701.
  32. Извекова Ю.Н., Попель С. И., Голубь А. П. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 695.
  33. Извекова Ю.Н., Попель С. И., Голубь А. П. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 1010.
  34. Domingue D.L., Koehn P. L., Killen R. M., Sprague A. L., Sarantos M., Cheng A. F., Bradley E. T., McClintock W.E. // Space Sci. Rev. 2007. V. 131. P. 161.
  35. Попель С.И., Копнин С. И., Голубь А. П., Дольников Г. Г., Захаров А. В., Зеленый Л. М., Извекова Ю. Н. // Астрон. вестн. 2013. Т. 47. P. 455.
  36. González-Esparza A. // Space Sci. Rev. 2001. V. 97. P. 197.
  37. Хабарова О.В., частное сообщение (2022).
  38. Hiremath K.M. // Planet. Space Sci. 2012. V. 63—64. P. 8.
  39. Grard R.J.L., Tunaley J. K.E. // J. Geophys. Res. 1971. V. 76. P. 2498.
  40. Колесников Е.К., Мануйлов А. С. // Астрономический журнал. 1982. Т. 59. С. 996.
  41. Голубь А.П., Попель С. И. // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 113. С. 440.
  42. Голубь А.П., Попель С. И. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 741.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences