微重力多粒子实验中的自由碰撞：I. 低速下尘埃聚集体的黏附
太阳与恒星天体物理
2015-03-19 v2
摘要
过去几年中，实验室对星子生长所涉及的过程进行了广泛研究。基于这些实验，建立了一个尘埃聚集体碰撞模型，并以此为基础进行计算机模拟，以评估原行星尘埃聚集体能生长到多大，并分析哪些类型的碰撞在太阳星云中具有相关性，值得在实验室中进一步研究。毫米级尘埃聚集体的黏附阈值速度是一个关键值，此前仅通过理论推导得出，因为相关速度无法在实验室中达到。我们开发了一项微重力实验，首次能够研究毫米级尘埃聚集体在低至约0.1 cm/s速度下的自由碰撞，以评估原行星尘埃演化模型的这一部分。在此，我们展示了125次直径为0.5至2毫米的尘埃聚集体之间自由碰撞的结果。七次速度在0.2至3 cm/s之间的碰撞导致了黏附，这表明从完全黏附到完全反弹的转变具有一定的黏附概率，而非一个尖锐的速度阈值。我们建立了一个模型来解释尘埃聚集体黏附所涉及的物理过程，从碰撞结果中推导出尘埃聚集体的动态材料特性，并推断出聚集体总能黏附的速度下限。对于毫米级多孔尘埃聚集体，该速度为8e-5 m/s。
引用
@article{arxiv.1105.3909,
title = {Free Collisions in a Microgravity Many-Particle Experiment. I. Dust Aggregate Sticking at Low Velocities},
author = {René Weidling and Carsten Güttler and Jürgen Blum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.3909},
year = {2015}
}
备注
accepted by Icarus