Greifswald 2009 – scientific programme
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 22: Theorie/Modellierung II
P 22.3: Talk
Thursday, April 2, 2009, 12:50–13:05, HS Biochemie (groß)
Elektronenstrahl-angeregte Whistler-Oszillitonen: Theorie und PIC-Simulationen — •Konrad Sauer und Richard Sydora — University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Die Anregung von Whistlerwellen durch eine Elektronen-Temperaturanisotropie mit Te⊥>Te|| ist in der Literatur gut untersucht worden. Komplizierter sind die Verhältnisse bei Instabilitäten durch (isotrope) Elektronenstrahlen, da Whistler nur bei Ausbreitung schief zum Magnetfeld instabil werden und eine umfassendere Dispersionsanalyse erfordern. Je nach Geschwindigkeit des Strahls Vb in bezug auf die Elektronen-Alfvengeschwindigkeit VAe können zwei unterschiedliche Mechanismen der Strahl-Plasma-Wechselwirkung auftreten. Im Fall Vb ≤ 0.5 · VAe kommt es zur Wechselwirkung der Strahlmode ω−k||Vb mit der Whistlerwelle (Cherenkov-Instabilität). Bei Strahlgeschwindigkeiten oberhalb von Vb ∼ 2VAe wird die Instabiltät durch die Doppler-verschobene Mode ω=−Ωe+ k||Vb verursacht (zyklotron-artige Instabilität). Untersuchungen über die raum-zeitliche Entwicklung beider Instabilitäten bis zum Erreichen eines quasi-stationären Zustandes erfolgt mit Hilfe von 1D PIC- (particle in-cell) Simulationen. Im Ergebnis zeigt sich, dass die quasi-stationären Strukturen in ihren Eigenschaften mit denen von Whistler-Oszillitonen übereinstimmen, die man als stationäre nichtlineare Lösungen der zugehörigen Fluidgleichungen erhält. Jüngste Satelliten-Messungen kohärenter Whistler-Emissionen in Winkelbereichen um etwa 50∘ zum Magnetfeld werden auf der Basis dieser Ergebnisse interpretiert.