Data: 13 de março
Hora: 16h
Local: Auditório PA1, Campus Alameda
«Uwe Czarnetzki proferirá uma IST Distinguished Lecture / IPFN e DF Colloquium, com o título “Kinetic effects in low-temperature plasmas”, no dia 13 de março de 2024. O evento é co-organizado pelo grupo N-PRiME do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, e pela Área Científica de Plasmas, Lasers e Fusão Nuclear do Departamento de Física no Instituto Superior Técnico.
Resumo
Some of the most important and fascinating phenomena in plasmas are related to kinetic effects, like e.g. collisionless heating or transport phenomena. Naturally, the distribution functions of the charged particles are at the heart of the problem. The distribution function is a result of the complex interaction of the particles with the gas atoms/molecules and the electric field structure.
On the other hand, the electric field structure itself is usually resulting from the coupling to the electrons. Further, in low-temperature plasmas, the non-equilibrium conditions in these systems lead in general to distribution functions which deviate significantly from the standard Maxwellian distribution.
While the common way of addressing kinetic effects is based on the use of the Boltzmann equation, an alternative approach for describing local Ohmic and non-local (stochastic) heating is provided by the Fokker-Planck equation supplemented by the Langevin equation. One advantage of this approach, as compared to the Boltzmann equation, is probably a more natural insight into the physics.
Local and non-local interactions of electrons with fields are illustrated by selected examples. This includes the problem of self-consistent field structures, global distribution functions as well as tailored periodic field structures. Last not least, it will be shown that non-local effects can be important even under conditions of high collisionality. Finally, an outlook for further work on kinetic effects will be provided.
Nota biográfica
O Professor Czarnetzki estudou física na Universidade de Essen na década de 1980 e concluiu o doutoramento (1991) e a habilitação (1999) em física experimental pela mesma universidade. É professor titular de física na Ruhr University Bochum (RUB) desde 2001, e foi reitor/vice-reitor da Faculdade de Física e Astronomia da RUB em 2008-2012 e 2014-2015.
É membro do Instituto de Física (IOP) desde 2009, membro do Conselho Consultivo Externo do DOE Plasma Science Center desde 2010 e professor nomeado na Universidade de Osaka, Japão, desde 2017. Os seus interesses de investigação dividem-se entre experiências e teoria. Este equilíbrio requer fontes de plasma bem projetadas (algumas propostas por Czarnetzki, como o INCA), diagnósticos avançados (por exemplo, usando e desenvolvendo técnicas avançadas de diagnóstico a laser, com lasers variando de operação fs a CW e comprimentos de onda de UV a IR), e o desenvolvimento de modelos analíticos frequentemente combinados com simulações (com foco na descrição cinética de plasmas).
Recebeu vários prémios de prestígio, como o “Plasma Physics Innovation Prize” da Sociedade Europeia de Física (2010), o Jade-Award da Japan-Deutschland Foundation por méritos notáveis no intercâmbio científico e cultural germano-japonês (2015), o von Engel & Franklin da Conferência Internacional sobre Fenómenos em Gases Ionizados (concedido pelo Conselho de Ciências Físicas da Universidade de Oxford) (2017), o Prémio ISPlasma por feitos notáveis no campo da Ciência de Plasmas e suas Aplicações (2018) e o Plasma Materials Science Hall of Fame Prize (2024) “pelos excelentes resultados em muitos anos de investigação destacada na análise física de fenómenos relacionados com o processamento de materiais de plasma em baixa temperatura e propostas para equipamentos originais de processamento a plasma”.»
