Berlin 2014 – wissenschaftliches Programm

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EP: Fachverband Extraterrestrische Physik

EP 7: Sonne und Heliosphäre (I)

EP 7.2: Vortrag

Donnerstag, 20. März 2014, 18:15–18:30, SPA Kapelle

Resonante Welle-Teilchen-Wechselwirkung in kinetischen Plasmen — •Cedric Schreiner¹ und Felix Spanier² — ¹Lehrstuhl für Astronomie, Universität Würzburg, Deutschland — ²Center for Space Research, North-West University Potchefstroom, Südafrika

Der Transport hochenergetischer, geladener Teilchen im Sonnenwind wird von der Streuung dieser Teilchen an magnetischen Störungen dominiert. Ein wichtiger Prozess, der sowohl für Diffusion als auch für die Beschleunigung von Protonen und schwereren Kernen sorgt, ist die resonante Streuung an niederfrequenten Alfvén-Wellen.

Aufgrund der nichtlinearen Wechselwirkung zwischen Plasma und geladenen Teilchen wird zur Untersuchung des Gesamtsystems häufig der Testteilchenansatz herangezogen. Auf diese Weise ist es möglich, im Rahmen der quasilinearen Theorie (QLT) analytische Ausdrücke zur Beschreibung der Pitchwinkelstreuung zu finden, oder MHD Simulationen durchzuführen, in denen die Teilchenstreuung anhand der Trajektorien einzelner Testteilchen nachvollzogen werden kann.

Ein anderer Ansatz ist mit Particle-in-Cell (PiC) Simulationen möglich, in denen Hintergrundplasma und Testteilchen selbstkonsistent beschrieben werden. Zur Validierung werden zunächst die Vorhersagen der QLT, sowie Ergebnisse von MHD Simulationen reproduziert. Anschließend können PiC Simulationen genutzt werden, um Streuung an Wellen im dispersiven Bereich der L-Mode nahe der Zyklotronresonanz zu untersuchen, was im MHD Ansatz nicht möglich ist.