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Plasmawelle



Eine \Plasmawelle ist eine elektromagnetische Welle, die sich in einem Gasplasma ausbreitet.

Table of contents
1 Vorbemerkung
2 Erzeugen der Plasmawelle
3 Einsatzmöglichkeiten
4 Weblinks

Vorbemerkung

Als Plasma bezeichnet man in der Physik ein hochenergetisches, ionisiertes Gas. Die Ionisierung (Trennung der Elektronen vom Atom) wird durch eine äußere Anregung, z.B. durch ein elektrisches Wechselfeld, erreicht. Die Elektronen kehren nach kurzer Zeit zu den Atomen zurück und geben hierbei die überschüssige Energie in Form von Licht ab. Dieses Phänomen macht man sich z.B. bei der Leuchtstoffröhre und der Energiesparlampe zu Nutze.

Erzeugen der Plasmawelle

Um in diesem dynamischen Gleichgewicht eine Plasmawelle zu erzeugen, wird das Plasma zusätzlich gezielt angeregt.

mittels kurz gepulster Laser

Die Verwendung eines hochenergetischen und sehr kurz gepulsten Lasers ist eine Möglichkeit.

Hierbei wird der Laser auf einen Punkt fokussiert. Durch die extreme Zunahme der Energie an einem einzigen Punkt werden die freien Elektronen zusätzlich angeregt und entfernen sich von den Atomkernen in diesem Bereich. Nach dem Impuls streben die Elektronen wieder zurück zu den Restatomen. Die Elektronen werden jedoch nicht vollständig von den Atomen eingefangen, schießen teilweise über das Ziel hinaus und kehren anschließend wieder zurück. Durch diesen schwingenden Dipol, gebildet durch die negativ geladenen Elektronen und die postiv geladenen Restatome, entsteht für sehr kurze Zeit eine elektromagnetische Plasmawelle.

Auf diese Weise ist es Forschern gelungen, Elektronen bis auf 200 MeV (MegaElektronenVolt) zu beschleunigen (Science 298, 1596-1600 (2002)).

mittels beschleunigter Positronen

Eine weitere Möglichkeit ist die Erzeugung einer Plasmawelle mittels bereits beschleunigter Positronen, den Antiteilchen der Elektronen.

Hierbei werden Positronen durch ein Plasma geschossen. Entlang des Flugweges stört das Positron das Gleichgewicht und erzeugt einen änlichen Effekt wie der Laserimpuls. Allerdings breitet sich die Plasmawelle hier über die gesamte Flugbahn aus.

Auf diese Weise konnte ein weiteres Positron, das dem ersten folgte um weitere 80 MeV beschleunigt werden (Phys. Review Letters 90, Art.-Nr.: 214801 (2003)).

Einsatzmöglichkeiten

Zur Zeit befinden sich diese Techniken noch im Experimentierstadium. Doch in naher Zukunft ist der praktische Einsatz in folgenden Bereichen absehbar:

Weblinks




     
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