München 1997 – wissenschaftliches Programm
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EP: Extraterrestrische Physik
EP 18: Heliosphäre 3
EP 18.4: Vortrag
Donnerstag, 20. März 1997, 14:45–15:00, 332
Solitonen in Multi-Ionen-Plasmen — •P. Hackenberg1, G. Mann1 und E. Marsch2 — 1Astrophysikalisches Institut Potsdam, Telegrafenberg A31, 14473 Potsdam — 2Max-Planck-Institut für Aeronomie, 37191 Katlenburg-Lindau
In kosmischen Plasmen treten neben Elektronen und Protonen auch weitere Ionensorten auf, so z.B. geladenes Helium im Sonnenwind oder schwere Ionen in der Nähe von Kometen. Sowohl die verschiedenen Ionensorten als auch die damit verbundenen Plasmawellen sind durch extraterrestrische Satelliten-Messungen beobachtbar. Die Wellen in solchen Plasmen werden mittels Mehrflüssigkeitsgleichungen behandelt. Es werden Solitonenlösungen vorgestellt, die erst in einem magnetisierten Bi-Ionen-Plasma existieren können.
Ausgehend von der linearen Lösung für linkszirkulare, niederfrequente Plasmawellen wird eine Störungsrechnung bis zu den ersten nichtlinearen Termen durchgeführt. Dadurch lassen sich die Mehrflüssigkeitsgleichungen auf eine Gleichung vom Typ der nichtlinearen Schrödinger-Gleichung abrüsten. Die so erhaltene Solitonenlösung für das Magnetfeld ist für Amplituden bis etwa 10 ungestörten Magnetfelds gültig. Die Lösungen werden für Plasmaparameter diskutiert, die für gewöhnlich im Sonnenwind vorherrschen. Dabei zeigt sich, daß im Soliton Heliumionen stärker angereichert werden als Protonen.