Etude des propiétés dynamiques des plasmas poudreux magnétisés

Abstract

Le plasma poudreux (dusty plasma) est certainement l'état de la matière le plus abondant dans l'univers. Il s'agit de particules microscopiques chargés et plus massivesque les ions. Dans certains cas ces particules forment une structure cristalline hexagonale à deux dimensions ou trois dimensions que l'on nomme cristaux coulombiens. Ce mélange de plasma et de poussières est le siège de nombreuses instabilités et de phénomènes dynamiques complexes. Cependant la présence d'un champ magnétique modifie la dynamique des électrons et des ions, et à travers elle, celle des grains de poussières. Plusieurs expériences ont été menées en utilisant un champ magnétique ne dépassant pas 1T. Au-delà de cette valeur le plasma devient instable. Mais récemment en 2013 deux équipes ont réussis à dépasser cette valeur en appliquant un champ magnétique direct ne dépassant pas 4T.Une autre équipe par contre a pu atteindre un champ équivalent à3200T et cela à travers une analogie entre la force de Lorentz et la force de Coriolis. Le travail consiste en premier lieu à implémenter la force de Lorentz dans le code de la dynamique moléculaire en utilisant l'intégrateur de Boris. Par la suite nous avons implémenté le thermostat de Nosée-Hoover afin d'avoir un système canonique. Une étude comparative a été faite dans ce cas pour certaines propriétés structurales et dynamiques des cristaux et des fluides coulombiens à deux dimensions en variant des champs magnétiques axiaux et constants de 0T à 50T.