Untersuchung von 3-D Plasmakristallen
Komplexe Plasmen bestehen aus geladenen Mikropartikeln, die in ein teil- weise ionisiertes Gas, ein Plasma, eingebettet sind. Die Mikropartikel treten in Wechselwirkung, ihre Dynamik wird vom Gas nur schwach ged\xe4mpft. Auf- grund ihrer Gr\xf6\xdfe k\xf6nnen die Partikel mikroskopisch beobachtet werden und ihre Positionen bestimmt, sowie ihre Dynamik untersucht werden. Komple- xe Plasmen sind daher ein ideales Modellsystem, um Vorg\xe4nge in Fluiden, Festk\xf6rpern und bei Phasen\xfcberg\xe4ngen zu studieren.\nIn dieser Arbeit werden insbesondere die Vorg\xe4nge w\xe4hrend der Kristal- lisation betrachtet. Ein 3-dimensionaler Plasmakristall wird aufgeschmolzen, um ihn anschlie\xdfend wieder kristallisieren zu lassen. Dabei wird wiederholt die Position der Teilchen innerhalb der Wolke gemessen und ihre Struktur mit der von idealen Kristallen verglichen. So kann man Teilchen individu- ell einer bestimmten Struktur zuweisen. Auf diese Weise ist es m\xf6glich, nicht nur die Anteile einer bestimmten Kristallordnung, sondern auch deren exakte r\xe4umliche Verteilung zu bestimmen.\nDas Ergebnis dieser Analyse wird verwendet, um kristalline und fl\xfcssige Regionen zu identifizieren, sowie die Grenzfl\xe4chen dazwischen zu bestimmen. Die zeitliche Entwicklung der Struktur von fl\xfcssig \xfcber hexagonal-dichteste Kugelpackung hin zu kubisch-fl\xe4chenzentrierter Ordnung wird mit einem Mo- dell erkl\xe4rt.\nDer Kristallisationsprozess wird mit einer molekulardynamischen Simu- lation nachvollzogen. Es wird die gleiche zeitliche Entwicklung der Kristall- strukturen beobachtet.\nDa die Experimente unter Einfluss der Schwerkraft durchgef\xfchrt werden, ergibt sich ein h\xf6henabh\xe4ngiger Druck innerhalb der Teilchenwolke. Mit Hilfe der Teilchendichte wird dieser Druck bestimmt. Im Vergleich der Kristallisa- tion verschiedener Teilchengr\xf6\xdfen wird der Einfluss dieses Druckes sowie der unterschiedlichen Ladung und D\xe4mpfung der Teilchen gezeigt.