Von Sternen lernen

Neuer SFB in der Plasmaphysik

Schon seit rund drei Jahrzehnten halten Plasmen die Forscher in der Fakultät für Physik und Astronomie der RUB auf Trab: Anfang der 1970er Jahre startete der erste DFG-Sonderforschungsbereich zu diesem Thema, Anfang dieses Jahres beginnt bereits der dritte in Folge, und das trotz Finanzschwierigkeiten bei der DFG - eine stolze Bilanz für die RUB-Plasmaphysiker. Das "Universelle Verhalten gleichgewichtsferner Plasmen: Heizung, Transport und Strukturbildung" (Sprecher: Prof. Dr. Reinhard Schlickeiser) wird die Forscher nun beschäftigen.

Vom Speziellen ins Allgemeine

Durch elektrische Spannung entstehen aus Gasgemischen Plasmen: leitfähige Gemische aus negativ geladenen Elektronen, positiven Ionen und neutralen Gasatomen, dazu viele chemische Reaktionsprodukte. Plasmazustände gibt es in den verschiedensten Bereichen, von astrophysikalischen Plasmen im Weltall bis hin zu technisch bedeutsamen Niedertemperaturplasmen im Labor - eine Vielfalt, die die Wissenschaftler bisher dazu veranlasste, sich auf einzelne Gebiete zu spezialisieren. Ihr gesammeltes Wissen werden sie im neuen SFB nun vereinigen, um diejenigen Eigenschaften unter die Lupe zu nehmen, die alle Plasmen auszeichnen: Dazu gehören Transport, Heizung und Strukturbildung im Plasma. Sie bilden deshalb eine Einheit, weil sie sich gegenseitig stark beeinflussen. So hängt die Aufheizung z. B. von Transportvorgängen im Plasma ab. Geplant ist vor allem ein stärkerer Austausch zwischen der Plasma- und der Astrophysik. Von der Kooperation erhoffen sich die Forscher neben einem grundsätzlichen Verständnis des universellen Verhaltens von Plasmen auch die Entwicklung neuer Techniken zur Steuerung und Kontrolle von Plasmen für die technische Anwendung: "So kann der alte Slogan ‚Von der Natur lernen' in der Kombination Astrophysik-Plasmaphysik ganz anders umgesetzt werden", so Prof. Schlickeiser.

Dynamik verstehen lernen

Ziel der Astrophysik ist es, den physikalischen Zustand und die Dynamik kosmischer Objekte zu verstehen. Dazu analysieren die Wissenschaftler das Spektrum elektromagnetischer Strahlung, die diese Objekte aussenden. Um ihre Messwerte richtig interpretieren und auswerten zu können, müssen sie zunächst die möglichen Strahlungsprozesse in den Plasmen verstehen. Sie hängen z. B. von der Temperatur, der Dichte, dem Ionisationsgrad des Plasmas und von Wechselwirkungen zwischen energiereichen, geladenen Teilchen im Plasma ab. Diese Grundlagen interessieren auch die Physiker, die sich mit technischen Plasmen beschäftigen. Sie nutzen z. B. die Strahlung von Plasmen für die Herstellung künstlicher Lichtquellen. Außerdem machen sie sich die Wechselwirkungen unter den verschiedenen Komponenten in Plasmen, wie positiven und negativen Ionen, Neutralteilchen und Staubpartikeln, untereinander und mit den begrenzenden Flächen zunutze. Gezielt hergestellte Nanopartikel und Oberflächenveränderungen können z. B. in der Medizintechnik und in der Mikroelektronik eingesetzt werden.
Infos im Internet: http://www.tp4.ruhr-uni-bochum.de/tp4/startseite-dt.html