Plasmaphysiker erforschen kosmische Magnetfelder

Turbulenz und Weltraumplasmen

Magnetfelder spielen eine fundamentale Rolle in vielen astrophysikalischen Systemen. Prominente Beispiele sind die Korona der Sonne und der Sonnenwind, das interstellare oder intergalaktische Plasma.

Welche Strukturen und Eigenschaften diese Felder haben und wie sie entstanden sind untersuchen RUB-Physiker in der neuen Forschergruppe 1048 „Instabilities, Turbulence and Transport in Cosmic Magnetic Fields“, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für zunächst drei Jahre gefördert wird (Sprecher: Prof. Dr. Rainer Grauer).

Ein turbulentes Forschungsfeld

In vielen Fällen sind die Energiedichten der Plasmen und die der Magnetfelder vergleichbar, was für die Modellierung eine gleichberechtigte Berücksichtigung von Teilchen und Magnetfeldern nötig macht, die mit umfangreichen numerischen Rechnungen möglich wird. Ein weiteres Merkmal kosmischer Magnetfelder ist ihre turbulente Struktur: Die Sonnenkorona wird vermutlich durch Turbulenzen geheizt, kosmische Strahlungsteilchen werden durch das turbulente Magnetfeld des interstellaren Mediums beschleunigt und gestreut und tragen u.a. so zur Dynamik galaktischer Winde bei. Durch das Verständnis dieser Prozesse werden die Forscher nicht nur viel über kosmische, sondern auch über irdische Magnetfelder lernen und nicht zuletzt auch über das immer noch ungelöste, vielleicht spannendste Problem der klassischen Physik, nämlich das seit Leonardo da Vinci bekannte Phänomen der Turbulenz an sich.

Forschung auf breiter Front und in internationaler Kooperation

Die neun im Rahmen der Forschergruppe geförderten Projekte (siehe die Webseite http://for1048.tp1.rub.de/) werden ihre Studien nicht nur mit analytischen und numerischen Methoden, sondern auch mit Laborexperimenten an der RUB und mit astronomischen Beobachtungen betreiben. Die RUB-basierte Forschergruppe hat zahlreiche Kooperationen mit Forschungseinrichtungen auf fast allen Kontinenten. Insbesondere profitiert sie von ihren Mitgliedschaften im EU-geförderten Research Training Network „Solaire“ (siehe http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/pm2008/msg00067.htm) und im Simulation Laboratory for Computational Plasma Physics des Forschungszentrums Jülich sowie vom engen Kontakt zum Center for Magnetic Self-Organization in den USA. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten werden im Laufe der ersten bewilligten Förderperiode von drei Jahren im Rahmen von Schulen und Workshops an der RUB vorgestellt werden.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Rainer Grauer (Sprecher), Lehrstuhl Theoretische Physik, insb. Plasma-, Laser-, Atomphysik, Tel. 0234/32-23767, E-Mail: grauer@tp1.rub.de

PD Dr. Horst Fichtner (Ko-Sprecher), Lehrstuhl für Theoretische Physik, insb. Weltraum- und Astrophysik, Tel. 0234/32-23786, E-Mail: hf@tp4.rub.de