微重力多粒子实验中的自由碰撞 III：亚毫米尺度尘埃聚集体的碰撞行为
地球与行星天体物理
2015-06-15 v2
摘要
我们进行了微重力实验，以研究由微米级SiO2单体颗粒组成的亚毫米尺度尘埃团聚体在数厘米/秒速度下的碰撞结果。实验前，我们使用X射线计算机断层扫描（nano-CT）成像研究了这些尘埃团聚体的内部结构，未发现边缘压实，因此其碰撞行为不受制备过程造成的人为因素影响。我们发现，这些尘埃聚集体之间的碰撞可导致黏附或反弹，主要取决于碰撞速度。以往的碰撞模型从接触物理出发推导两种状态之间的转变，而我们利用这些实验及早期实验的现有经验数据，推导出了尘埃聚集体质量与碰撞速度之间关于两种碰撞结果阈值的幂律关系。与早期实验一致，我们表明两种状态之间的转变并非突变，而是遵循比先前模型（Güttler et al. 2010）预测的更平缓的幂律。此外，我们发现尘埃聚集体之间的黏附可导致更大结构的形成。聚集体-聚集体之间的碰撞可在比均匀尘埃团聚体更高的速度下实现生长。
引用
@article{arxiv.1302.5532,
title = {Free Collisions in a Microgravity Many-Particle Experiment III: The Collision Behavior of sub-Millimeter-Sized Dust Aggregates},
author = {Stefan Kothe and Jürgen Blum and René Weidling and Carsten Güttler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.5532},
year = {2015}
}
备注
Correction in Version 2: Page 3, Figure 1: Updated reference Seitzinger et al. 2013 Page 10: Correction of typo value b~-4/3 Page 13: Correction of reference Schr\"apler et al. 2012