400 kilómetros sobre la Tierra, Los investigadores examinaron ondas en plasma complejo en condiciones de microgravedad y encontraron que las micropartículas se comportaban de manera no uniforme en presencia de campos eléctricos variables. Informan algunos de los primeros hallazgos del experimento Plasma-Kristall 4 (PK-4) en Física de Plasmas .

PK-4 es una colaboración entre la Agencia Espacial Europea y la Corporación Espacial Estatal de Rusia "Roscosmos" para investigar plasmas complejos. Los plasmas complejos o polvorientos contienen electrones, iones y gas neutro, así como micropartículas como granos de polvo. Las micropartículas se cargan mucho en el plasma e interactúan fuertemente entre sí, que puede conducir a un comportamiento líquido o incluso cristalino dentro del plasma complejo. La propiedad más importante de un sistema de este tipo es que las investigaciones de los fenómenos físicos se pueden realizar a nivel de (micro) partículas individuales, lo que permite nuevos conocimientos sobre la física de los fluidos y del estado sólido.

La gravedad distorsiona la mayoría de los experimentos de plasmas complejos en la Tierra, por lo que el entorno de microgravedad en la Estación Espacial Internacional permite una investigación que de otro modo sería imposible. En febrero de 2017, Investigadores del DLR-Instituto de Física de Materiales en el Espacio en el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el Instituto Conjunto para Altas Temperaturas de la Academia de Ciencias de Rusia observaron ondas de densidad de polvo u ondas de sonido visibles a medida que se movían a través del complejo plasma.

En el experimento, una nube de micropartículas flotaba en un plasma con una corriente continua constante y formaba patrones de ondas autoexcitados. Después, la polaridad de descarga se invirtió. Aunque la intensidad del campo fue casi idéntica para ambas polaridades de descarga, los patrones de onda exhibieron bifurcaciones:una nueva cresta de onda se formó entre las dos crestas antiguas en la cabeza de la nube de micropartículas.

"El hallazgo más interesante fue que la velocidad de estas ondas depende en gran medida del campo eléctrico, que excita las olas, "dijo Mikhail Pustylnik, un autor en el papel. "Esperamos encontrarnos con este tipo de ondas en situaciones astrofísicas en las que podría haber polvo, en una cola cometaria, por ejemplo."

"Muchos procesos de plasma también se utilizan en la industria de semiconductores, ", Dijo Pustylnik. El polvo plantea grandes desafíos para la industria de los semiconductores porque las partículas pueden dañar una oblea de silicio durante la fabricación. A partir de este otoño, los investigadores están planeando experimentos adicionales que variarán el rango de campos eléctricos cambiando la polaridad de la descarga.