|
|
Simulations of dynamics of ultra-cold quantum plasma
Rendek, Andrej ; Hejduk, Michal (vedoucí práce) ; Roučka, Štěpán (oponent)
Názov práce: Simulace dynamiky ultra-chladného kvantového plazmatu Autor: Andrej Rendek Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedúci práce: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: V tejto práci skúmame zachycovanie elektricky nabitých častíc pomocou oscilujúcich elektromagnetických polí, s cieľom súčasne zachytiť ióny vápniku a elektróny. V teoretickej časti sa zameriavame na odvodenie presného a efektívneho potencialu v jednofrekvenčnej kvadrupólovej pasti. Ukazujeme obecný prístup k stabilite častice v takomto poli. Získané znalosti ďalej použijeme pre prípad dvojfrekvenčnej pasti, ktorá je vhodnejšia pre zachycovanie dvoch rôznych častíc s výrazne odlišným pomerom náboja ku hmotnosti. Pokračujeme štúdiom stability elektrónu za použitia počítačových simulácií v dvojfrekvenčnej kvadrupólovej pasti. Našou ambíciou je identifikovať stabilnú configuráciu pasti, ktorá súčasne minimalizuje teplotu elektrónov. Vytvoríme niekoľko Coulombových krýštálov a sledujeme ich vplyv na stabilitu elektrónu. Touto prácou napomáhame k zhotoveniu experientu, v ktorom sa snažíme vytvoriť a študovať kvantovú plazmu. Zostava tohto experimentu je taktiež načrtnutá našej práci. Kľúčové slová: Zachycovanie iónov, Coulombov kryštál, Dvojfrekvenčná kvadrupólová pasť
|
|
|
Produkce chladných iontů
Tran, Thuy Dung ; Plašil, Radek (vedoucí práce) ; Roučka, Štěpán (oponent)
1 Abstrakt: Pro pochopení evoluce chemického složení v chladných mezihvězdných oblacích plynů je třeba zkoumat iont-molekulové reakce při teplotách 10 K až 300 K při nízkých tlacích. Experimenty tohoto typu umožňuje aparatura Ion Trap, která je v laboratoři Katedry fyziky povrchů a plazmatu k dispozici, jejímž stěžejním prvkem je radiofrekvenční 22-pólová past, v níž zkoumané reakce probíhají. Pro zachycení iontů v pasti je třeba, aby byly dobře fokusované v prostoru, čase i energii. Pro splnění těchto podmínek je třeba nalézt vhodné nastavení parametrů zdroje, který je nyní používán v laboratoři.
|
|
|
Study of Positive Column in Glow Discharge under Medium Pressures Using Computational Experiment
Laca, Marek ; Hrachová, Věra (vedoucí práce) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Roučka, Štěpán (oponent)
Pozitivní sloupec v stejnosměrném doutnavém výboji byl zkoumán pomocí tekutinového modelu plazmatu v kyslíku a v argon-kyslíkové směsi při tlacích řádově několik stovek pascalů a pro výbojové proudy od 10 do 40 mA. Model popisuje nekonečně dlouhý pozitivní sloupec v cylindrické výbojové trubici. Základem modelu je rovnice kontinuity se srážkovým členem na pravé straně. Tok částic je vyjádřen v drift-difuzní aproximaci a srážky elektronů jsou charakterizované pomocí střední kinetické energie elektronů. V modelu je zahrnut radiální profil koncentrace částic a jejich interakce se stěnou výbojové trubice. Výsledky simulací, koncentrace částic a intenzita elektrického pole, byly porovnány s výsledky měření elektrického pole v kyslíku a v argon-kyslíkové směsi. V práci je zkoumán vliv podmínek výboje, tlak a složení plynu ve výboji, na vlastnosti pozitivního sloupce. Za středních tlaků model úspěšně předpověděl intenzitu elektrického pole přibližně 40 V/cm v molekulárním plynu kyslíku a přibližně 3 V/cm v inertním plynu argonu.
|
|
|
Study of probe diagnostics of tokamak edge plasma via computer simulation
Podolník, Aleš ; Pánek, Radomír (vedoucí práce) ; Cavalier, Jordan (oponent) ; Roučka, Štěpán (oponent)
Tato dizertační práce se zabývá studiem interakce plazmatu tokamaku se stěnou za pomocí počítačového modelování, a to zejména na zkoumání sondových diagnostik. Tokamakové plazma je v ní simulováno pomocí particle-in-cell modelu SPICE pracujícího ve dvou a třech pros- torových rozměrech. V rámci práce byl model SPICE rozšířen o paralelní výpočet Poissonovy rovnice a modul pro výpočet rovnice vedení tepla. Pomocí modelu SPICE byly provedeny simulace zaměřené na napodobení měření voltampérových charakteristik Langmuirových sond a to ve dvou různých geometriích. První z nich, simulace tzv. sond zarovnaných s povrchem (flush-mounted), srovnávaly běžně používané způsoby analýzy voltampérových charakteristik za účelem stanovení limitů, ve kterých lze spolehlivě získávat parametry plazmatu těmito meto- dami. Druhá sada simulací se zaobírala standardním válcovým hrotem vyčnívajícím do plaz- matu za účelem zkoumání její efektivní sběrné plochy, jejíž znalost umožňuje měření elektronové hustoty. Bylo zjištěno, že efektivní sběrná plocha je snižována vlivem útlumu hustoty v mag- netickém pre-sheathu před hlavicí nesoucí sondu a zároveň zvyšována záchytem Larmorovsky rotujících částic ze...
|
|
|
Laboratory astrochemistry and applications of computer simulations
Roučka, Štěpán ; Hrach, Rudolf (vedoucí práce) ; Bonaventura, Zdeněk (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent)
Tato práce je zaměřena na laboratorní studium chemie iontů v podmínkách relevantních pro astrofyziku. Mezi tři hlavní výstupy práce patří: Za prvé: práce na experimentálním studiu rychlostního koeficientu reakce asociativního odtržení H- + H -> H2 + e-. V práci je popsáno měření rychlostního koeficientu v teplotním rozsa\-hu 10-135 K. Za druhé: návrh nové aparatury pro detekci elektronů vzniklých v iontové pasti a pro měření jejich energie. Popsány jsou počítačové modely a předběžné experimentální výsledky. Za třetí: vývoj modelu chlazení elektronů v dohasínajícím plazmatu a jeho aplikace při analýze výsledků měření rekombinace H3+.
|
|
|
Studium interakce plazma-pevná látka při středních tlacích
Roučka, Štěpán ; Hrach, Rudolf (vedoucí práce) ; Novotný, Dušan (oponent)
Předmětem práce je částicové modelování plazmatu při středních tlacích. Hlavní výsledky práce se týkají modelování srážek v algoritmu typu particlein-cell. V práci jsou diskutovány různé metody simulace srážek a je diskutována jejich přesnost a rychlost výpočtu. Dále byla navržena nová modikace algoritmu particle-in-cell pro použití při středních tlacích. Numerické testy uvedené v závěrečné kapitole ukazují výhody nového algoritmu.
|
|
| |
|
|
Study of electron - molecular ion recombination in low temperature plasma using Cavity Ring-Down Spectroscopy
Kassayová, Miroslava ; Dohnal, Petr (vedoucí práce) ; Roučka, Štěpán (oponent)
Interakcie elektrónov s iónmi a iónov s neutrálmi patria medzi najdôležitejšie pro- cesy v chemickom vývoji molekúl, čím nám umožňuje hlbšie pochopiť chemické procesy v nízkoteplotných prostrediach vo vesmíre ako napríklad medzihviezdne oblaky plynu a získať spätnú väzbu pre kvantovo-mechanické výpočty. Rôzne parametre plazmatu ako kinetická a rotačná teplota iónov, ich koncentrácia atď. sa môžu meniť v rozsahu nie- koľko rádov a pre ich určenie sa využívajú rôzne diagnostické techniky. V tejto práci sa využívali diagnostiky pomocou SA-CRDS a Cryo-CRDS. Predmetom štúdie boli dva mo- lekulárne ióny: N2H+ a N+ 2 z teplotnom rozmedzí 80-350 K, kde sme skúmali ich rýchlosť rekombinácie a absorpcie s využitím absorpčných čiar a skúmanie najviac populovaných stavov. 1
|
|
|
Laboratory astrochemistry and applications of computer simulations
Roučka, Štěpán
Tato práce je zaměřena na laboratorní studium chemie iontů v podmínkách relevantních pro astrofyziku. Mezi tři hlavní výstupy práce patří: Za prvé: práce na experimentálním studiu rychlostního k eficientu reakce asociativního odtržení H- + H → H2 + e- . V práci je popsáno měření rychlostního koeficientu v teplotním rozsahu 10-135 K. Za druhé: návrh nové aparatury pro detekci elektronů vzniklých v iontové pasti a pro měření jejich energie. Popsány jsou počítačové modely a předběžné experimentální výsledky. Za třetí: vývoj modelu chlazení elektronů v dohasínajícím plazmatu a jeho aplikace při analýze výsledků měření rekombinace H3 + .
|
|
|
Study of Positive Column in Glow Discharge under Medium Pressures Using Computational Experiment
Laca, Marek ; Hrachová, Věra (vedoucí práce) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Roučka, Štěpán (oponent)
Pozitivní sloupec v stejnosměrném doutnavém výboji byl zkoumán pomocí tekutinového modelu plazmatu v kyslíku a v argon-kyslíkové směsi při tlacích řádově několik stovek pascalů a pro výbojové proudy od 10 do 40 mA. Model popisuje nekonečně dlouhý pozitivní sloupec v cylindrické výbojové trubici. Základem modelu je rovnice kontinuity se srážkovým členem na pravé straně. Tok částic je vyjádřen v drift-difuzní aproximaci a srážky elektronů jsou charakterizované pomocí střední kinetické energie elektronů. V modelu je zahrnut radiální profil koncentrace částic a jejich interakce se stěnou výbojové trubice. Výsledky simulací, koncentrace částic a intenzita elektrického pole, byly porovnány s výsledky měření elektrického pole v kyslíku a v argon-kyslíkové směsi. V práci je zkoumán vliv podmínek výboje, tlak a složení plynu ve výboji, na vlastnosti pozitivního sloupce. Za středních tlaků model úspěšně předpověděl intenzitu elektrického pole přibližně 40 V/cm v molekulárním plynu kyslíku a přibližně 3 V/cm v inertním plynu argonu.
|
host ::
RSS.