Проект направлен на экспериментальное и теоретическое исследование динамических свойств пылевой плазмы, создаваемой при инжекции монодисперсных частиц конденсированной дисперсной фазы микронных размеров в газовый разряд, контролируемый внешним источником ионизации газа. В рамках данного проекта будут выполнены экспериментальные и теоретические исследования динамических свойств пылевой плазмы несамостоятельного газового разряда с использованием монодисперсных частиц размерами от 0.5 мкм до 9.8 мкм. Будут изучены пылеакустические волны, процессы коагуляции пылевых частиц и формирования вихрей. Эксперименты будут проведены в стационарном несамостоятельном разряде с ионизацией газа пучком быстрых электронов. Будут исследованы динамические явления на временных масштабах, характерных для пылевой компоненты в инертных и молекулярных газах, включая электроотрицательный газ воздух. Для диагностики будет использована система визуализации пылевой компоненты с использованием сверхтонкого лазерного «ножа» и скоростной видеокамеры с частотой съемки до 1000 кадров в секунду. При численной обработке видеоряда будут восстановлены положения и скорости пылевых частиц, будут вычислены радиальные корреляционные функции пылевой компоненты и первые моменты разложения этой функции по полиномам Лежандра для анизотропного пылевого облака. Будут установлены дисперсионные соотношения как самогенерящихся в пылевой плазме волн, так и вынужденных колебаний пылевой компоненты, вызванные либо модуляцией с переменной частотой и с глубиной модуляции до 10% постоянного напряжения, приложенного к электродам несамостоятельного разряда, либо импульсно-периодическим воздействием сфокусированного лазерного излучения. Для теоретического анализа полученных экспериментальных результатов будет использована теория пылеакустических волн, развиваемая на основе гидродинамического подхода и метода моментов. Для определения распределения электрического поля и конвективного движения газа в несамостоятельном разряде будет выполнено двумерное численное моделирование на основе самосогласованных уравнений непрерывности для электронов, ионов, пылевой компоненты и атомов газа. Для определения скорости пылевого звука и сравнения экспериментами будут проведены расчеты двухчастичной корреляционной функции методом молекулярной динамики и на основе уравнения Орнштейна-Цернике, используя гиперцепное приближение и его модификации. На основе данных численных расчетов и асимптотической теории экранирования будут определены условия возникновения пылеакустических волн, их частотный спектр и зависимость амплитуды от параметров разряда, размера и плотности материала частиц пылевой компоненты. Данные исследования позволят установить параметры потенциала взаимодействия пылевых частиц и определить условия фазовых переходов и константу скорости коагуляции в плазменно-пылевых системах, помогут в построении самосогласованной модели несамостоятельного газового разряда, контролируемого пучком быстрых заряженных частиц, и станут основой для развития теории зондов при повышенных давлениях.