Lineare und nichtlineare Wellen in einem Doppelplasma-Experiment

Experiment No. 88 – Fortgeschrittenenpraktikum der Technischen Universität München am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Ort: IPP Garching, Gebäude I1, Raum 2111

Diese Doppelplasma-Anlage besteht aus zwei Plasmavolumina, die durch ein leitfähiges Gitter elektrisch voneinander getrennt und auf unterschiedliche Plasmapotenziale vorgespannt sind. Durch Anpassung der Potentialdifferenz kann ein kontrollierter Plasmastrom von einem Volumen ins andere erzeugt werden. Mit Hilfe einer harmonisch modulierten Potentialdifferenz können Plasmawellen angeregt werden. Durch die Verwendung unterschiedlicher Modulationsfrequenzen lässt sich die Dispersionsrelation der Welle vermessen, und durch Erhöhung der Amplitude kann ein kontinuierlicher Übergang von linearem zu nichtlinearem Verhalten untersucht werden, einschließlich Wellenversteilung und Solitonen.

Das Experiment vermittelt den Studierenden einen hervorragenden Einblick in charakteristische Plasmaeigenschaften und experimentelle Techniken. Die Untersuchung der Plasmawelle ist beispielhaft für die Wellenphysik im Allgemeinen und für nichtlineare Effekte in der Wellenausbreitung.