Promotion Eshita Joshi

Eshita Joshi wurde am 17. Oktober 2023 am I. Physikalischen Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen zur Doktorin der Naturwissenschaften promoviert. Die Prüfungskommission setze sich aus Prof. Markus Thoma (Doktorvater), Prof. Hartmut Löwen, Prof. Christoph Scheidenberger und PD Bernd-Jochen Schaefer zusammen. Das Thema der von Dr. Mierk Schwabe im Rahmen ihrer Nachwuchsgruppe betreuten Arbeit war die Entstehung von kollektiven Effekten in komplexen Plasmen. Dabei handelt es sich um Mikroteilchen in einem Plasma, die als Modellsystem für konventionelle Fluide und Kristalle dienen können.

Zunächst hat Frau Joshi die Bildung von Tropfen bestehend aus Mikroteilchen untersucht und gezeigt, dass die Ionen die treibende Kraft hinter der Entstehung dieser Tropfen sind. Danach beschäftigte sich Frau Joshi mit der Entstehung von Teilchenketten. Dazu führte sie Molekular-Dynamik-Simulationen durch und bildete damit Experimente im PK-4 Labor auf der Internationalen Raumstation nach. Sie konnte nachweisen, dass eine verringerte Abstoßung der Mikroteilchen entlang einer Richtung genügt, um Kettenbildung auszulösen, und dass keine Anziehung zwischen den Mikroteilchen notwendig ist.

Schließlich beschäftigte sich Frau Joshi ebenfalls mittles Simulationen mit der Entstehung von Turbulenz beim Fluss von Mikroteilchen um ein Hindernis. Sie zeigte, dass unter dem Einfluss der Reibung des Hintergrundgases mit den Mikroteichen Turbulenz im Bereich von Schockwellen entsteht. Bei vernachlässigbarer Reibung ist dies nicht notwendig. Zudem untersuchte sie den Einfluss der Teilchenladung und -geschwindigkeit auf die Entstehung von Turbulenz. Diese Untersuchungen zeigen, dass es mit komplexen Plasmen möglich ist, Turbulenz auf der Ebene von einzelnen Teilchen zu untersuchen, und dass der Übergang zu Turbulenz auch auf dieser Ebene dieselben Signaturen wie bei konventionellen Flüssigkeiten zeigt.