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Andreas Aschinger

• Dynamic Light Scattering (DLS) was successfully introduced as a new diagnostic for strongly coupled complex plasmas. The particle velocity can be measured in all phase states of the dust system. The DLS approach was successfully verified by video based measurements. In this work, the phase transitions of 3D complex plasmas are studied in detail for the first time. Systematic studies of parameter variations showed a good qualitative agreement with the predictions by theory. A predicted hysteresis loop in the phase transition has been proven for the first time experimentally. The distribution of energy in the system shows to be strongly anisotropic. In the melted state, the movement in vertical direction has much higher kinetic energies than in the horizontal plane. In this phase state, the ratio of these energies shows to be constant and in particular independent of all plasma parameters studied. Furthermore, the properties of energy transport is very different for the both components.
• Die dynamische Lichtstreuung (DLS) wurde erfolgreich als Diagnostik für stark gekoppelte, komplexe Plasmen eingeführt. Die Partikelgeschwindigkeit kann in allen Phasenzuständen des Staubsystems bestimmt werden. Der DLS-Ansatz wurde erfolgreich mit einer videobasierten Messmethode verifiziert. Im Weiteren wurden erstmals Phasenübergänge von 3D komplexen Plasmen im Detail untersucht. Systematische Parameterstudien zeigten eine gute qualitative Übereinstimmung mit den Vorhersagen der Theorie. Die experimentelle Beobachtung einer vorhergesagten Hysterese im Phasenübergang gelang erstmals. Das Staubsystem zeigt eine starke Anisotropie. Im geschmolzenen Phasenzustand ist die kinetische Energie in vertikaler Richtung wesentlich höher als in horizontaler Richtung. Nach dem Schmelzen erweist sich das Verhältnis der Energien als konstant und hängt insbesondere von keinem der untersuchten Plasmaparameter ab. Die beiden Bewegungskomponenten zeigen stark unterschiedlichen Energietransport.