平移-形变耦合对电动力学悬浮带电液滴瑞利不稳定性的影响

利用高速成像对交流四极陷阱中悬浮带电液滴进行实验观测，所看到的瑞利裂变过程的破碎路径表现为通过向上方向（即重力方向相反方向）喷射射流而发生不对称破碎。为解释这一典型实验观测，我们基于边界元法进行了数值计算，考虑了使用四极电场电动力学悬浮的惯性液滴。模拟显示，重力引起的液滴在陷阱中平衡位置的下移导致了显著的、大振幅的形状振荡叠加在液滴质心振荡之上。这里一个重要观测是，由所施加四极场引起的形状振荡产生了足够的形变，这些形变相作为触发器在瑞利极限以下引发不稳定性，从而允许亚临界不稳定性。液滴在陷阱内遵循施加频率的质心振荡与施加的交流信号相位相反。因此，形状形变与液滴动态位置的联合效应导致了不对称破碎，使得瑞利裂变通过形变液滴北极处射流喷射而向上发生。