Bochum 2015 – wissenschaftliches Programm
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 21: Theory and Modelling II
P 21.7: Vortrag
Mittwoch, 4. März 2015, 15:55–16:10, HZO 50
Untersuchung der Zyklotrondämpfung von L-Moden in PiC Simulationen — •Cedric Schreiner1,2, Andreas Kempf3 und Felix Spanier1 — 1Center for Space Research, North-West University Potchefstroom, Südafrika — 2Lehrstuhl für Astronomie, Universität Würzburg — 3Lehrstuhl für Theoretische Physik IV, Ruhr-Universität Bochum
Plasmawellen werden im Bereich der Zyklotronfrequenzen der geladenen Teilchen im Plasma gedämpft. Die Dämpfungsrate, die die Zeitskala dieses Prozesses beschreibt, ist analytisch nur schwer zugänglich, was eine theoretische Beschreibung erschwert.
Zahlreiche Vereinfachungen und Näherungen sind zwar vorhanden, lassen aber jeweils nur die Betrachtung einzelner Spezialfälle zu. Einzig das numerische Lösen der exakten Dispersionsfunktion liefert ein vollständiges Bild der Dämpfungsrate in einem weiten Frequenzbereich, ist aber zugleich aufwändig und umständlich.
Mit Hilfe der exakten Dispersionsfunktion der L-Mode wurde eine Parameterstudie durchgeführt, um die Abhängigkeit der Dämpfungsrate von verschiedenen Plasmaparametern (Magnetfeld, Plasmafrequenz, Temperatur) zu untersuchen. Die daraus resultierenden Ergebnisse erlauben eine einfache Abschätzung der Dämpfungsrate mittels einer analytisch lösbaren Funktion in Abhängigkeit der oben genannten Parameter.
Weiterhin wurde das Verhalten von gedämpften Wellen in Particle-in-Cell (PiC) Simulationen analysiert. Es zeigt sich, dass das erwartete Verhalten in PiC Simulationen korrekt reproduziert wird.