A revised model for the paired-electron gas plasma in a magnetic field and its application to experimental determinations on weakly ionized rare-gas plasmas |
| |
Authors: | T L Dutt |
| |
Institution: | (1) School of Applied Physics, The Polytechnic of North London, Holloway, N7 8DB London, UK |
| |
Abstract: | Summary The formation of electron pairs at the glass walls of the enclosing container in a low-pressure, high-frequency, electrodeless,
rare-gas discharge is discussed. The pairs drift towards the discharge tube axis under the acceleration of the weak radial-space-charge
electric field. The properties of the gas in an uniform magnetic field are outlined in a model which is subsequently applied
to experimental data from four different experiments in four rare gases. Determinations of plasma parameters from the analyses
of the experiments are found to agree. The values for the pair aggregation number,n′, for the excited plasmas on the tube axis range from one at low-power excitation to between ten and twenty at higher powers.
In the afterglow plasmas following the cessation of the energizing current pulse (which is typically 20 ms in duration), the
aggregation number varies from one in the body of the gas to between one and five on the tube axis. The direct evidence for
the presence of electron pairs, and aggregates of electron pairs, is obtained from the ≪spin-flip≫ of single electrons of
a pair in a magnetic field, an event which destroys the pair, or pair aggregate, and the associated experimental phenomena.
Riassunto Si discute la formazione di coppie di elettroni, sulle pareti di vetro del contenitore circostante in una discarica a bassa
pressione, alta frequenza, senza elettrodi e a gas rari. Le coppie si spostano verso l’asse del tubo della discarica con l’accelerazione
del campo elettrico debole con carica di spazio radiale. Le proprietà del gas in un campo magnetico uniforme sono sottolineate
in un modello che è successivamente applicato a dati sperimentali da quattro diversi esperimenti in quattro gas rari. Si trova
che i valori dei parametri del plasma dalle analisi degli esperimenti sono in accordo. I valori del numero di aggregazione
della coppia,n′, per i plasma eccitati sugli assi del tubo variano da 1 ad eccitazione a bassa potenza a 10÷20 ad alte potenze. Nei plasmi
a fluorescenza che seguono la cessazione dell’impulso di corrente energizzante (che dura tipicamente 20 ms) il numero di aggregazione
varia da uno nel corpo del gas a 1÷5 sull’asse del tubo. La prova diretta della presenza delle coppie di elettroni, e di aggregati
di coppie di elettroni è ottenuta dallo ≪spin-flip≫ di elettroni singoli di una coppia in un campo magnetico, un evento che
distrugge la coppia, o l’aggregato di coppie, e dagli associati fenomeni sperimentali.
Резюме Обсуждается образование электронных пар на стеклянных стенках замкнутого контейнера при высокочастотном, безэлектродном разряде
в разреженном газе при низком давлении. Пары дрейфуют по направлению к оси разрядной трубки под действием электрического поля
слабого радиального пространственного заряда. Описываются свойства газа в однородном магнитном поле, используя модель, которая
впоследствии применяется к экспериментальным данным из четырех различных экспериментов, проведенных для четырех разреженных
газов. Обнаружено хорошее согласие при определении параметроб плазмы из анализа указанных экспериментов. Значения для числа
электронных пар в агрегации,n′, для возбужденной плазмы на оси трубки изменяется от единицы при инзкой степени возбуждения до величины между десятью и
двадцатью при высоких степенях возбуждения. При послесвечении плазмы, после прекращения возбуждающего имлульса тока (который
обычно имеет длительность 20 мс), число пар в агрегации изменяется от единицы в объеме газа до величины между единицей и пятью
на оси трубки. Получено прямое подтверждение для наличия электронных пар и агрегаций электронных пар из изменения ориентции
спина отдельных злектронов пары в магнитном поле, т.е. из события, которое разрушает пару или агрегации рар, и из связанных
экспериментальных явлений.
|
| |
Keywords: | Electric discharges |
本文献已被 SpringerLink 等数据库收录! |
|