Sterne auf der Erde erforschen

Wissenschaftlern der Universitäten Düsseldorf und Kiel ist es gelungen, eine Methode zu entwickeln, mit der ein riesiges Magnetfeld, wie es sonst nur auf Neutronensternen herrscht, simuliert und erforscht werden kann.

In dem jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ erschienenen Artikel von Prof. Dr. Hartmut Löwen (Heinrich-Heine-Universität) und Prof. Dr. Michael Bonitz (Christian-Albrechts- Universität zu Kiel) wird nachgewiesen, dass wenige Mikrometer große Teilchen in einem komplexen Plasma in Rotation versetzt sich genauso verhalten, als befänden sie in einem gigantischen Magnetfeld.

Neutronensterne gehören zu den extremsten Objekten im Weltall: Sie sind zwar nur 20 km groß, dafür aber bis zu dreimal so schwer wie unsere Sonne. Darüber hinaus weisen sie häufig riesige Magnetfelder auf – mehr als 300 Millionen mal stärker als das Erdmagnetfeld.

Düsseldorfer und Kieler Physikern ist nun ein besonderer Kniff eingefallen, wie im Labor auf der Erde einige der Auswirkungen solch extremer Zustände untersucht werden können: Sie versetzen wenige Mikrometer große Partikel in einem komplexen Plasma in Rotation.

Theoretische Überlegungen und Modellrechnungen haben ergeben, dass die Partikel auf diese Weise ähnliche Kräfte erfahren, als ob sie sich im Magnetfeld eines Neutronensterns befinden würden – ohne überhaupt ein Magnetfeld anlegen zu müssen.

Mit der nun entwickelten und auch bereits in weiteren Experimenten der Gruppe von Prof. Dr. Alexander Piel (CAU) überprüften Methode können die Eigenschaften des Magnetfelds von Neutronensternen im Labor simuliert werden. Für die Physiker bedeutet dies die Möglichkeit, extreme Materiezustände und das Verhalten von Teilchen darin auf der Erde erforschen zu können.
Originalpublikation:
H. Kählert, J. Carstensen, M. Bonitz, H. Löwen, F. Greiner, and A. Piel (2012): „Magnetizing a complex plasma without a magnetic field“, Phys. Rev. Lett. 109, 155003,

http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i15/e155003

Das Bild steht zum Download bereit: http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-285-1.jpg

Kontakt:

Prof. Dr. Hartmut Löwen
Heinrich-Heine-Universität
Tel: ++49/ 211/ 81-11377
E-Mail: hlowen@thphy.uni duesseldorf.de
Prof. Dr. Michael Bonitz
Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel
Tel: ++49/ 431/ 880-4122
E-Mail: bonitz@physik.uni-kiel.de