München 1997 – wissenschaftliches Programm

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EP: Extraterrestrische Physik

EP 18: Heliosphäre 3

EP 18.2: Vortrag

Donnerstag, 20. März 1997, 14:15–14:30, 332

Simulation der Wellenanregung und Sättigung in gyrotropen und nichtgyrotropen Plasmen — •H. Kafemann¹, U. Motschmann¹, K.-H. Glaßmeier¹ und M. Scholer² — ¹Institut für Geophysik und Meteorologie, D-38106 Braunschweig — ²MPI für Extraterrestrische Physik, D-85748 Garching

Die Dynamik von Ionen-Ring-Verteilungen in einem Protonen-Elektronen-Plasma wird mittels einer 2-D Hybrid-Code Plasma-Simulation untersucht. Gyrotrope und nichtgyrotrope Verteilungen entstehen bei Pickup-Prozessen in extraterrestrischen Plasmen. Beide Situationen sind instabil und für das Auftreten starker Wellenaktivität verantwortlich. Parallel zur Wellenanregung können verschiedene Diffusions- und Streuprozesse unterschieden werden. Die schnellsten Prozesse sind die Energierelaxation, das radiale Aufweiten der Ringverteilung und die Pitchwinkelstreuung mit typischen Zeiten in der Größenordnung von t · Ω_p ≈ 10¹ bis 10². Die nur bei Nichtgyrotropie vorkommende Bogenverlängerung ist am Anfang deutlich langsamer als die vorgenannten Prozesse und verläuft zu späteren Zeiten starker Wellenaktivität mit ähnlicher Dynamik wie diese. Gyrotrope und nichtgyrotrope Verteilungen unterscheiden sich darüberhinaus in der Aufweitung der Verteilung parallel zum Magnetfeld (Pitchwinkelstreuung), die bei Nichtgyrotropie langsamer verläuft als bei Gyrotropie und mit steigendem Grad der Nichtgyrotropie abnimmt. Die Diffusion im Phasenraum entlang des Bogens verläuft hingegen mit steigender Nichtgyrotropie schneller.