Physics of Plasmas, 24, 042304p. (2017) DOI:10.1063/1.4979891

Irregular-regular mode oscillations inside plasma bubble and its fractal analysis in glow discharge magnetized plasma

M. Megalingam, N. Hari Prakash, I. Solomon, A. Sarma, B. Sarma

Experimental evidence of different kinds of oscillations in floating potential fluctuations of glow discharge magnetized plasma is being reported. A spherical gridded cage is inserted into the ambient plasma volume for creating plasma bubbles. Plasma is produced between a spherical mesh grid and chamber. The spherical mesh grid of 80% optical transparency is connected to the positive terminal of power supply and considered as anode. Two Langmuir probes are kept in the ambient plasma to measure the floating potential fluctuations in different positions within the system, viz., inside and outside the spherical mesh grid. At certain conditions of discharge voltage (Vd) and magnetic field, irregular to regular mode appears, and it shows chronological changes with respect to magnetic field. Further various nonlinear analyses such as Recurrence Plot, Hurst exponent, and Lyapunov exponent have been carried out to investigate the dynamics of oscillation at a range of discharge voltages and external magnetic fields. Determinism, entropy, and Lmax are important measures of Recurrence Quantification Analysis which indicate an irregular to regular transition in the dynamics of the fluctuations. Furthermore, behavior of the plasma oscillation is characterized by the technique called multifractal detrended fluctuation analysis to explore the nature of the fluctuations. It reveals that it has a multifractal nature and behaves as a long range correlated process.

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