Lorenzkraft
Plasma wird als ionisiertes Gas mit kollektivem Verhalten angesehen. Die Bewegungen der Teilchen werden durch das einschließende magnetische Feld durch die Lorentz force eingeschlossen. Somit formen die Teilchen Gyrationsbahnen[^1] senkrecht zu
Driftwellen und Plasmadrift
[^4]
Gradiale Dichtegradienten aus Visualisierungen der VINETA[^2] kommt es zu Driftwellen propagierendem Plasmadrift,[^3] der durch den Magnetfeldgradienten oder Krümmung in diesem verursacht wird. Daraus resultierende Driftwellen breiten sich in senkrecht zu den Flusslinien an Positionen der stärksten Gradienten aus. ( In azimutaler Richtung )
- Propagation einer einzelnen Driftwelle, die eine eigene Mode ausbildet (Phasen stabil, Transport vorhersehbar)
- Nichtlineares Wechselwirken mehrerer Driftwellen (Energie wird zwischen Moden übertragen und das Frequenzspektrum verbreitet sich)
- Schwach entwickelte Driftwellenturbulenz die den Teilchentransport belastet
Jede farbige Linie visualisiert eine Phase der Welle an einem azimuthalen Ort . Die Steigung entspricht der azimutalen Phasengeschwindigkeit
Wellenverhalten in Plasmen
Durch Experimente mit VINETA konnte gezeigt werden, dass sich die Dispersionseigenschaften der Wellen[^5] erheblich ändern, wenn zu niedrigen Frequenzen und damit zu großen Wellenlängen übergegangen wird. Das Plasma kann dann nicht mehr als unendlich ausgedehnt angesehen werden und Geometrieaspekte beginnen eine wichtige Rolle zu spielen.
Der genaue Mechanismus für die Übertragung von Wellen- auf Teilchenenergie ist noch immer Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Auseinandersetzungen
[^1]: Bahnen, die geladene Teilchen eines Magnetfelds aufgrund der Lorenzkraft entlang der Magnetfeldlinien führen
[^2]: Versatile Instrument for Studies on Nonlinearity, Electromagnetism, Turbulence and Application in Greifswald
[^3]: Gerichtete Bewegung “Drift” von Teilchen in einem Magnetfeld, die durch Faktoren wie Magnetfeldgradient oder -Krümmung entstehen. Sie sind eine direkte Ursache von Driftwellen.
[^4]: Entladung beschreibt das Anregen von Gasen zu einem ionisierten Zustand und resultierendes Erzeugen eines Plasmas. - Capacitive (kapazitive) Entladung: Energie wird über ein elektrisches Wechselfeld direkt zwischen Elektroden auf das Plasma übertragen; charakterisiert durch starke E-Felder und relativ geringe Dichte. - Inductive (induktive) Entladung: Energie wird durch ein wechselndes Magnetfeld in das Plasma induziert, ohne direkten Elektrodenkontakt; erzeugt höhere Dichten und homogenere Plasmen. - Helicon-Entladung: Eine spezielle Form der induktiven Entladung, die zusätzlich auf drehende Magnetfeldwellen (Heliconwellen) setzt; sehr effizient, erzeugt hohe Dichte und stabile Plasmaformen.
[^5]: Anhand Untersuchung von Ionenschallwellen, Alfénwellen (~10KHz) und Whistler-Wellen (~100MHz)