“磁场驱动”细尘等离子体中的纳米粒子生长被控制
奥本大学研究显示，即使是弱磁场也能显著调节细尘等离子体中碳纳米粒子的尺寸与寿命
一. 研究背景细尘等离子体（dusty plasma）是宇宙中与实验室中均能出现的一种稀有物质状态。它由带电粒子（电子、离子）与悬浮在其中的微尘粒子共同组成，既存在于行星环、日冕等天体环境，也在实验室中可被人工制备。
在《Physical Review E》上发表的最新研究中，奥本大学物理学团队发现，即便是极弱的磁场也能显著改变细尘等离子体的行为。磁场可通过诱导电子沿螺旋轨道运动来调控等离子体整体的空间分布，从而影响细尘粒子的电荷获得与尺寸增长速率。
图：示意图
“细尘等离子体就像真空盒中的微粒。”——Bhavesh Ramkorun（首席作者） “我们通过加入磁场，使这些粒子既能更快增长，也能更慢，最终尺寸与寿命差异巨大。”
二. 实验过程研究人员使用氩气与乙炔混合物点燃，产生碳纳米粒子。正常情况下，粒子在约两分钟内稳定形成，随后随等离子体逸出。
无磁场：粒子形成时间≈2 min，尺寸随时间显著增大。
有磁场：粒子形成时间大幅缩短，有时不到一分钟，且生成的粒子尺寸更小。
“系统对磁化的电子极其敏感。”——Saikat Thakur（合著者） “电子虽为最轻的成分，却在磁场作用下决定等离子体的演化规则。”
三. 结果意义纳米材料制备
利用磁场调控粒子生长，可在等离子体技术中精准合成具有目标尺寸与电性特征的纳米粒子。
该技术适用于半导体、表面涂层、光学/量子器件的高纯度纳米元件生产。
天体物理学应用
细尘等离子体是行星环、日冕等空间环境的普遍组成。
研究揭示磁场与尘埃相互作用的基本机制，为解释太阳风、行星磁层中细尘粒子行为提供实验基础。
“等离子体占据可见宇宙的大部分，尘埃几乎无处不在。”——Ramkorun “通过研究最微小的力如何塑造这类系统，我们正在把实验室的发现与宇宙大尺度的规律连接起来。”
关于细尘等离子体
细尘等离子体是一种罕见的物质状态，包含大量微尘粒子与等离子体成分（电子、离子、原子等）共同悬浮于真空或实验室等离子体中。其研究不仅揭示了磁场对等离子体内部纳米粒子生长的控制规律，也为理解星际尘埃、行星环以及太阳大气等自然等离子体提供了重要实验参考。
勇编撰自论文"Electron magnetization effects on carbonaceous dusty nanoparticles grown in Ar−C2H2 capacitively coupled nonthermal plasma".Physical Review E.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。