Capas dobles en descargas gaseosas y procesos de colección de corriente de un plasma

Abstract

En la primera parte del presente trabajo se estudian experimentalmente estructuras formadas por capas dobles múltiples en un plasma débilmente ionizado y no magnetizado, asociadas a procesos de transporte de corriente en el seno del mismo. Están constituidas por coronas concéntricas de plasma cuasineutro separadas por saltos sucesivos de potencial, y constituyen la primera observación experimental de capas dobles múltiples en una descarga eléctrica. Se analiza el impacto de la ionización local, las funciones de distribución electrónicas entre saltos sucesivos de potencial y su impacto en la corriente transportada a través de la estructura. Seguidamente extendimos nuestras observaciones a procesos de colección de corriente electrónica de un plasma ambiente empleando un electrodo emisor de gas neutro. Para polarizaciones positivas respecto del plasma por encima de un cierto umbral se desarrolla una znica capa doble asociada a un importante incremento de la corriente electrónica drenada del plasma. Los resultados experimentales evidencian que los electrones acelerados por la capa doble son responsables de la intensa ionización existente en el plasma adyacente al electrodo colector. Finalmente se estudia experimentalmente el proceso de emisión de electrones generando localmente un plasma que se polariza respecto del entorno de modo que los electrones escapen al ambiente. Los resultados no muestran evidencia de capas dobles permaneciendo la nube de plasma cuasineutra. Los electrones emitidos pierden gradualmente su energía con la expansión de la nube de plasma.