Complex plasma is a state of soft matter where micrometer-sized particles are immersed in a weakly ionized gas. The particles acquire negative charges of the order of several thousand elementary charges in the plasma, and they can form gaseous, liquid and crystalline states. Direct optical observation of individual particles allows to study their dynamics on the kinetic level even in large many-particle systems. Gravity is the dominant force in ground-based experiments, restricting the research to vertically compressed, inhomogeneous clouds, or two-dimensional systems, and masking dynamical processes mediated by weaker forces. An environment with reduced gravity, such as provided on the International Space Station (ISS), is therefore essential to overcome this limitations. We will present the research goals for the next generation complex plasma facility COMPACT to be operated onboard the ISS. COMPACT is envisaged as an international multi-purpose and multi-user facility that gives access to the full three-dimensional kinetic properties of the particles.
複素プラズマは、マイクロメートルサイズの粒子が弱電離ガス中に浸されたソフトマターの状態である。粒子はプラズマ中で数千個の素電荷のオーダーの負電荷を獲得し、気体状、液体状、結晶状の状態を形成することができる。個々の粒子の直接光学観察により、大きな多粒子系においても運動論的レベルでのダイナミクスを研究することが可能となる。地上実験では重力が支配的な力であり、研究は垂直方向に圧縮された非一様な雲や二次元系に制限され、より弱い力によって媒介される動的過程は隠されてしまう。したがって、国際宇宙ステーション(ISS)で提供されるような低重力環境は、これらの制限を克服するために不可欠である。我々は、ISS上で運用される次世代複素プラズマ施設COMPACTの研究目標を提示する。COMPACTは、粒子の完全な三次元運動論的性質へのアクセスを提供する国際的な多目的・多利用者施設として構想されている。