This paper investigates the dispersion relations of longitudinal and transverse waves in a two-dimensional binary complex plasma with a square lattice structure. By deriving the dispersion relations for arbitrary propagation angles, we present a more comprehensive model of lattice dynamics. Our results reveal the influence of particle charge ratio, mass ratio, size and nonlinear charge effects on lattice vibration frequencies, offering novel theoretical insights into wave propagation in complex plasmas. The theoretical predictions are indirectly validated through systematic comparison with previously reported experimental data, providing a generalized approach for analyzing wave behavior in multi-component systems. This study contributes to advancing the understanding of binary complex plasmas and supports the design of stable plasma-based technologies.
本論文では、正方格子構造を有する二次元二元複素プラズマにおける縦波および横波の分散関係を調査する。任意の伝播角に対する分散関係を導出することにより、格子力学のより包括的なモデルを提示する。我々の結果は、粒子の電荷比、質量比、サイズ、および非線形電荷効果が格子振動周波数に及ぼす影響を明らかにし、複素プラズマにおける波動伝播に関する新規な理論的洞察を提供する。理論的予測は、以前に報告された実験データとの系統的な比較を通して間接的に検証され、多成分系における波動挙動を解析するための一般化されたアプローチを提供する。本研究は、二元複素プラズマの理解を深めることに貢献し、安定したプラズマベースの技術の設計を支援するものである。