In the paper we discuss recent observations of the three-dimensional plasma crystals created onboard the International Space Station under microgravity conditions. By using the special scanning technique and the image analysis we could retrieve 3D particle positions. We apply the bond-order parameter method to identify the different lattice types of the plasma crystals. It has been shown that observed plasma crystals contain numerous hcp and fcc clusters. Evidence of a small amount of bcc clusters is also reported. Molecular dynamics simulations of crystallization of a simple Yukawa system reproduce remarkably well all peculiarities of the local properties of observed plasma crystals.
本論文では、微小重力条件下で国際宇宙ステーション上に生成された三次元プラズマ結晶の最近の観測結果について論じる。特殊な走査技術と画像解析を用いることで、3次元の粒子位置を取得することができた。結合秩序パラメータ法を適用して、プラズマ結晶の異なる格子タイプを識別した。観測されたプラズマ結晶には、多数のhcpおよびfccクラスターが含まれることが示された。少量のbccクラスターの存在も報告されている。単純な湯川系の結晶化に関する分子動力学シミュレーションは、観測されたプラズマ結晶の局所的性質のすべての特徴を顕著に再現する。