Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Plenarvortrag PV I Mo 13:45 Hörsaal G
Celestial Climate Driver: A Perspective from four Billion Years
of Carbon Cycle — •Jan Veizer — Ottawa-Carleton Geoscience Centre,
University of Ottawa, Canada & Institut für Geologie, Mineralogie
und Geophysik, Ruhr-Universität Bochum
An understanding of the evolutionary history of our planet, and the
impact of human activities on it, is accomplished mainly through the
use of geochemical techniques. These provide a baseline against which
to gauge the extent of human impact on the planet’s environment and
climate (global warming).
Such studies show that the carbon cycle, and life, had acquired their
basic functions already in the nascent stages of Earth history, some 4
billion years ago. The subsequent evolution of the carbon cycle is mostly
a succession of boom and bust episodes, superimposed on this basic design.
Model calculations, based on such an oscillating pattern, suggest
that atmospheric pressures of carbon dioxide (pCO2) during most of the
geological past do not show any clear-cut relationship with ancient climates.
On the other hand, the correlation of climate with the oxygen
isotope data (a reflection of the past hydrologic cycle) and cosmic ray
flux is convincing, suggesting that, as today, water vapour may have
been the most important greenhouse gas and that cosmic ray flux may
be the principal climate driver on geological time scales.
Plenarvortrag PV II Mo 14:30 Hörsaal G
Sonoluminescence and bubble puzzles — •Detlef Lohse — University
of Twente
In this overview talk we report on various problems related to the ubiquitous
occurrence of bubbles in a multitude of fluid systems.
First, we address bubble formation by nucleation. We will in particular
focus on single bubble sonoluminescence, the formation of a light emitting
bubble in a sound field, and on cavitation noise caused by the snapping
shrimp.
Second, we will focus on air entrainment through the impact of drops or
solid objects on the surface of water.
Third, we will discuss the formation of bubbles in soft sand through the
impact of a steel ball.
Plenarvortrag PV III Di 08:30 Hörsaal G
Nanosecond Electrical Pulses open a new Gateway into Biological
Cells — •K. H. Schoenbach 1 , R.P. Joshi 1 , J. F. Kolb 1 , E.S.
Buescher 2 , and S.J. Beebe 2 — 1 Old Dominion University, Norfolk,
Virginia, USA — 2 Eastern Virginia Medical School, Norfolk, Virginia,
USA
An electrical model for biological cells predicts that for pulses with
durations shorter than the charging time of the outer membrane there
is an increasing probability for electric field interactions with intracellular
structures. Experimental studies where human cells were exposed
to pulsed electric field of up to 300 kV/cm amplitude with duration
as short as 10 ns, have confirmed this hypothesis. The observed effects
include breaching of intracellular granules without permanent damage
to the cell membrane, abrupt rises in intracellular free calcium levels,
enhanced expression of genes, and enhanced proliferation of cells. At increased
electric fields the application of submicrosecond pulses induces
apoptosis (programmed cell death) in biological cells, an effect, which
has been shown to reduce the growth of tumors. Possible applications of
the intracellular electro-effect are enhancing gene delivery to the nucleus,
promoting functions in damaged or senescent cells, and treating tumors.
Plenarvortrag PV IV Di 09:15 Hörsaal G
Neue Einsichten in die Magnetosphärenphysik aus Multi-
Satellitenbeobachtungen — •Götz Paschmann — MPE Garching
— ISSI Bern
Mit seinen vier Satelliten, die die Magnetosphäre in Formation mit
variabler Distanz durchqueren, ist die Cluster Mission die erste, die eine
eindeutige Trennung von zeitlichen und räumlichen Phänomenen gestattet.
Der Vortrag stellt eine Reihe daraus resultierender neuer Ergebnise
vor, darunter die Bestimmung der Struktur der Bugstosswelle, der
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Magnetopause und der Stromschicht im Schweif der Magnetospäre; die
Klärung des Ursprungs der Ionenbeams vor der Bugstosswelle; die Bestimmung
der Skalenlängen dreidimensionaler Strukturen im Plasma; die
Identifizierung von Wellenmoden; die Lokalisierung von Strahlungsquellen
durch VLBI; ausserdem Ergebnisse, die auf Grund günstiger Konstellationen
von Cluster mit anderen Satelliten- bzw. Bodenbeobachtungen
den Zusammenhang von lokalen ind globalen Phänomenen herstellen.
Plenarvortrag PV V Di 14:00 Hörsaal G
ITER der nächste Schritt am Weg zum Fusionsreaktor —
•Günter Janeschitz — Forschungszentrum Karlsruhe, EURATOM
Association, Karlsruhe
Die Fusionsforschung steht mit dem anstehenden Baubeginn von ITER
am Anfang des nächsten großen Schritts auf dem Weg zum kommerziellen
Fusionsreaktor. Das Ziel des ITER-Experiments ist es, sowohl die
Physik eines reaktorrelevanten Plasmas zu studieren, als auch die dazu
notwendige Technologie zu entwickeln und deren Funktion zu demonstrieren.
Mit ITER wird der Grundstein für das Design und den Bau des
Demonstrationsreaktors DEMO gelegt, der um 2040 in Betrieb gehen
könnte.
Die physikalische Basis für ITER wurde mit Hilfe der existierenden
Tokamaks durch empirische Skalierungen sowie durch große Fortschritte
in der Plasmatheorie und -modellierung geschaffen. Vergleicht man
die für die Fusionsleistung wichtigen Größen, dann bedeutet ITER eine
Extrapolation um einen Faktor 5 in der Einschlusszeit und etwa einer
Größenordnung im ” Tripple-Produkt ” . Wegen dieser moderaten Extrapolation
und dem recht guten Grundlagenwissen in der Tokamak-Physik
kann man sicher sein, dass ITER die vorhergesagte Fusionsleistung
(500MW) und Pulsdauer (400s) erreichen wird. Für eine ökonomisch
attraktive Nutzung der Energiequelle Fusion muss die oben genannte
Fusionsleistung bei gleichem Energiemultiplikationsfaktor um etwa 50%
gesteigert und ein nahezu stationärer Betrieb demonstriert werden. Die
neueren Resultate an den laufenden Fusionsexperimenten lassen erwarten,
dass auch dies wahrscheinlich erreicht werden kann. Auch auf die
technologischen Elemente von ITER wird kurz eingegangen.
Plenarvortrag PV VI Mi 08:30 Hörsaal G
Plasmaanwendungen — •Klaus-Dieter Weltmann — INP Greifswald,
F.-L.-Jahn-Str.19, D-17489 Greifswald
Bei der Entwicklung zukunftsfähiger und umweltverträglicher Technologien
spielen Nieder-temperaturplasmen eine immer größere Rolle. Entsprechende
Plasmaanwendungen haben bereits in einer Reihe von Industriezweigen
Eingang gefunden, wie z.B. bei der Herstellung von Lichtquellen
und Displays, in Mikroelektronik und Optik, bei der Entwicklung neuer
Materialien und Oberflächen, in der Schaltertechnik, aber auch in der
Automobilindustrie oder der Textil- und Verpackungsindustrie. In neuen
Anwendungsfeldern wie der Biomedizintechnik und der Nanotechnologie
werden ebenfalls zunehmend Plasmaverfahren eingesetzt. Entsprechend
des Querschnittscharakters der Plasmatechnologie müssen für eine erfolgreiche
Zusammenarbeit mit der Industrie Lösungen angeboten werden,
die sowohl Fragen der Plasmaerzeugung, als auch der Plasmadiagnostik
und Prozess-Steuerung betreffen. In dem Übersichtsvortrag werden exemplarisch
einige der etablierten und zukunftsträchtigen Plasmaanwendungen
vorgestellt und mögliche Perspektiven für die Entwicklung der
Plasmatechnologie in Deutschland aufgezeigt.
Plenarvortrag PV VII Mi 09:15 Hörsaal G
Die Physik von Plasmadisplays — •V. van Elsbergen, P.K.
Bachmann, D. Hayashi und G. Heusler — Philips Forschungslaboratorien
Aachen
Displays auf der Basis von Gasentladungen existieren bereits seit Anfang
der 50er Jahre. Plasmadisplays (PDP-Plasma Display Panel) gelten
als vielversprechendster Kandidat für zukünftige flache und große Bildschirme.
Im Vortrag wird zunächst auf das Displayprinzip eingegangen. Einige
der zugrundeliegenden physikalischen Vorgänge, wie z.B. Prozesse
zur Effizienzverbesserung bei PDPs mit höherem Xe Druck, werden
dargestellt. Im Mittelpunkt wird jedoch die Ionen-induzierte Se-

kundärelektronenemission stehen, die entscheidend das Zündverhalten
(Zündspannung) und die Effizienz der Gasentladungen beeinflußt. Die
Emissionseigenschaften werden durch den sogenannten γ-Koeffizienten
beschrieben, der die Anzahl emittierter Elektronen pro auftreffendes Ion
angibt. MgO wird in fast allen kommerziell erhältlichen Plasmadisplays
als Schutzschicht benutzt. Die γ-Werte von MgO und einer Reihe alternativer
Dielektrika, der Einfluß unterschiedlicher Oberflächeneigenschaften
und die gezielte Modifikation dieser wird dargestellt. In einem einfachen
Modell wird der Zusammenhang zwischen γ-Werten und den elektronischen
Eigenschaften der unterschiedlichen Materialien beschrieben. Abschließend
wird kurz auf die Wechselwirkung von Edelgasplasmen mit
Leuchtstoffen eingegangen. Diese ist nicht nur für Plasmadisplays, sondern
auch für unterschiedliche Lampenanwendungen von Interesse.
Plenarvortrag PV VIII Mi 14:00 Hörsaal G
High-Power Diode Lasers - A new tool for industrial manufacturing
— •Peter Loosen — Fraunhofer-Institute for Laser Technology,
Aachen, Germany
In the past few years diode lasers have evolved into tools for inustrial
manufacturing for instance for soldering, plastics welding, transformation
hardening and heat-conduction welding. The high efficiency, compactness
and in particular the high modularity makes them superior to conventional
CO2- or Nd:YAG-lasers for the applications mentioned above.
In the low-power regime fiber-coupled diode lasers are dominating. In
these systems a variety of different beam transformation techniques are
common for the forming of the line-shaped beam of a diode-laser bar into
a spot which can be efficiently coupled into an optical fiber of circular
cross section. At higher output powers diode laser stacks are commonly
used, supplied with microoptical cylinder lenses for collimation and shaping
of the individual beams.
A major limitation of presently available high-power diode lasers is
the limited beam quality which still is more than an order of magnitude
lower than that of conventional lasers. A broad spectrum of activities is
necessary and currently performed in order to increase the brightness:
power increase per bar, increased quality of micro-optics and packaging,
wavelength and polarization coupling.
By means of these techniques output-power as well as beam quality
have already been considerably increased in the past few years. Further
improvements will be achieved in the future.
Plenarvortrag PV IX Do 08:30 Hörsaal G
Compton scattering in warm dense matter — •Siegfried
Glenzer — Lawrence Livermore National Laboratory, PO Box 808,
Livermore, CA 94551, USA
Plenarvorträge
We have recently succeeded measuring the temperature and ionization
balance of a previously unexplored regime of high-density matter
with a proof-of-principal experiment at the Omega laser facility. We used
spectrally resolved 4.75-keV x-ray scattering from solid-density beryllium
and carbon plasmas. In our experiments, we observe the Comptondownshifted
spectral line that is broadened by the thermal motion of the
electrons in the plasma indicating temperatures of up to Te = 50 eV at
densities of 3 × 10 23 cm −3 . We compare our results with calculations of
the ionization balance and find that the experimental data test models of
electronic properties at high density. These results also suggest that the
full range of dense plasmas, from Fermi degenerate, to strongly coupled,
to high temperature ideal gas plasmas will now be accessible. For example,
as the temperature is increased, the electron velocity distribution
as measured by inelastic scattering transitions from a density-dependent
parabolic Fermi distribution to the traditional Gaussian Boltzmann distribution.
The technique has wide applications, ranging from studying
the adiabat and compression of ICF fuels, to temperature measurements
for radiatively heated foams. In addition, by accessing the collective scattering
regime, basic dense plasma wave physics can be studied.
This work was performed under the auspices of the U.S. Department
of Energy by University of California Lawrence Livermore National Laboratory
under contract No. W-7405-Eng-48.
Plenarvortrag PV X Do 09:15 Hörsaal G
Sehr hohe Harmonische der Laserfundamentalen — •Ulrich
Teubner — Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH, Carl-Zeiss-Strasse
18-20, 55129 Mainz
Durch nichtlineare Konversion von Laserpulsen können sehr intensive
kurzwellige Pulse mit einem Vielfachen der Frequenz der Fundamentalen
erzeugt werden. Häufig werden dabei Gase als Medium zur Frequenzkonversion
eingesetzt. Auf diese Weise erhielt man mittlerweile sehr kurzwellige
(bis etwa 4 nm) bzw. zeitlich außerordentlich kurze (Attosekundenbereich)
Harmonische. Die Erzeugung dieser ”Gasharmonischen” hat
jedoch auch verschiedene Nachteile. Insbesondere ist eine Begrenzung
der Harmonischenintensität gegeben, die daraus resultiert, daß die Ionisation
des Gases vermieden werden muß. Wie Anfang der achtziger
Jahre demonstriert, können hohe Harmonische jedoch auch an der Oberfläche
von Plasmen erzeugt werden, seit Mitte der neunziger Jahre sogar
mittels Femtosekundenlaserpulsen und ganz neuen Wechselwirkungsmechanismen.
Wir geben eine Übersicht über diese Art der Harmonischenerzeugung,
wobei kürzlich durchgeführte Messungen und Simulationen
im Vordergrund stehen (bis zur relativistischen nichtlinearen Optik). Neben
der sehr hohen Harmonischenintensität und dem Potential für intensive
Attosekundenpulse, sind derartige Untersuchungen auch für das
Verständnis der Femtosekundenlaserplasmawechselwirkung von Interesse
und stellen somit auch eine besondere Plasmadiagnostik dar.

Extraterrestrische Physik Tagesübersichten
Hauptvorträge
EXTRATERRESTRISCHE PHYSIK (EP)
PD Dr. Horst Fichtner
Ruhr-Universität Bochum
Institut für Theoretische Physik
Lehrstuhl IV Weltraum- und Astrophysik
Universitätsstraße 150
44780 Bochum
E-Mail: hf@tp4.ruhr-uni-bochum.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal C)
EP I Di 10:30 (C) Propagation and modulation of cosmic rays in the heliosphere, B. Heber
EP II Di 11:00 (C) The low corona of the Sun, Hardi Peter
EP III Di 14:45 (C) Galaxien und ihre Wechselwirkung mit Intergalaktischem Gas,
Gerd Hensler
EP IV Mi 10:30 (C) Galileo - Highlights einer historischen Mission zum Jupiter, Norbert Krupp
EP V Mi 11:00 (C) Mars Express, Gerhard Neukum
EP VI Mi 14:45 (C) Der Mikrosatellit BIRD, Dieter Oertel
EP VII Do 10:30 (C) DFG: Nachwuchsprogramme und Neuigkeiten, Stefan Krückeberg
EP VIII Do 11:00 (C) Die ODISSEE Solar Sail Mission, Manfred Leipold
EP IX Do 14:45 (C) Bepi Colombo, Johannes Benkhoff
Fachsitzungen
EP 1 Heliosphären- und Astrophysik Mo 15:45–17:45 C EP 1.1–1.6
EP 2 Solare Korona Di 11:30–12:30 C EP 2.1–2.3
EP 3 Teilchen und Wellen Di 15:45–17:45 C EP 3.1–3.6
EP 4 Planeten, Monde, Weltraummüll Mi 11:30–12:30 C EP 4.1–4.3
EP 5 Mars, Staub Mi 15:45–17:45 C EP 5.1–5.6
EP 6 Zukünftige Missionen Do 11:30–12:30 C EP 6.1–6.3
EP 7 Magnetosphäre, Erdatmosphäre Do 15:45–17:45 C EP 7.1–7.6
EP 8 Poster-1 Mo 17:45–19:30 Foyer EP 8.1–8.13
EP 9 Poster-2 Di 17:45–19:30 Foyer EP 9.1–9.13
(Für Beiträge, die nach der Drucklegung eingereicht wurden, und für evtl. Programmänderungen siehe die separate AEF-
Programm Information.)
Mitgliederversammlung des Fachverbands Extraterrestrische Physik
Di 12:30–13:30 C
Die Tagesordnung wird über die AEF Nachrichten angekündigt. Siehe dazu http://www.aef-ev.de

Extraterrestrische Physik Hauptvorträge
Hauptvortrag EP I Di 10:30 C
Propagation and modulation of cosmic rays in the heliosphere
— •B. Heber — FB Physik, Universität Osnabrück, Germany
Two of the fundamental problems in modern cosmic ray astrophysics
are 1) the determination of the local interstellar spectra of galactic cosmic
rays at low energies (E∼1 GeV/N), and 2) the need for a correct quantitative
treatment of particle propagation in turbulent magnetic fields.
Both problems are linked to each other since the energy spectra measured
in the vicinity of the Earth are altered by solar modulation. The
transport of cosmic rays in the heliosphere can be described by Parker’s
transport equation. Computations done in the seventies predicted that
the cosmic ray nuclei spectra are only weakly modulated over the poles
of the Sun. The high heliospheric latitude ESA/NASA Ulysses mission,
however, has measured strongly modulated energy spectra over the poles
of the Sun around solar minimum, leading to a new understanding of the
importance of the transport processes, especially the diffusion and drift
coefficients, involved. Several attempts have been made to derive these
parameters directly from the particle interaction with the turbulent magnetized
plasma. Another approach is to utilize a cosmic ray propagation
model and adjust the diffusion tensor so that the model “fits” in-situ
observations. The two approaches and their consequences for our understanding
of solar modulation and particle propagation in the heliospheric
magnetic field are discussed.
Hauptvortrag EP II Di 11:00 C
The low corona of the Sun — •Hardi Peter — Kiepenheuer-
Institut für Sonnenphysik, Schöneckstr. 6, 79104 Freiburg
The low corona of the Sun and especially the thin transition region from
the chromosphere to the corona are highly structured and very dynamic.
Transient phenomena like explosive events or blinkers are prominent, and
different spatial structures like coronal loops or funnels contribute to the
emission we observe in the extreme ultraviolet.
This contribution will review some of the recent observational findings
and compare them to numerical models, including 1D models for loops,
2D models for funnels and 3D models for small parts of active regions.
With all these models spectra are synthesized to better relate them to
observations.
As the low corona can be considered as the lower boundary of the solar
wind or the heliosphere, emphasis will be put on the relation of the low
corona to the solar wind mass loss.
Hauptvortrag EP III Di 14:45 C
Galaxien und ihre Wechselwirkung mit Intergalaktischem Gas
— •Gerd Hensler — Institute of Astronomy, University Observatory
Vienna
Nicht verfügbar.
Hauptvorträge
Hauptvortrag EP IV Mi 10:30 C
Galileo - Highlights einer historischen Mission zum Jupiter —
•Norbert Krupp — Max-Planck-Institut für Aeronomie
Im September 2003 endete die Jupitermission Galileo mit einem kontrollierten
Absturz auf den Gasriesen. Seit Dezember 1995 umkreiste die
Raumsonde den Jupiter und lieferte neue Erkenntnisse über seine Atmosphäre,
Ionosphäre und Magnetosphäre. Die Raumsonde erforschte
darüberhinaus erstmals alle vier Galilei’schen Monde (Io, Europa, Ganymed
und Kallisto) aus nächster Nähe und erweiterte damit unser Wissen
über diese Körper dramatisch.
Einige der Highlights aus der Vielzahl der neuen Ergebnisse dieser historischen
Mission werden in diesem Vortrag näher erläutert:
Neue Erkenntnisse über Oberflächen und das Innere der Galilei’schen
Monde; Entdeckung der Ganymed-Magnetosphäre; Globale Konfiguration
und Dynamik der Plasmapopulation in der Jupitermagnetosphäre; Zusammenfassung
der Ergebnisse der Atmosphärensonde (Galileo Probe);
Erste kombinierte Messung zweier Raumsonden (Galileo und Cassini) in
einer Magnetosphäre eines äußeren Planeten.
Hauptvortrag EP V Mi 11:00 C
Mars Express — •Gerhard Neukum — Freie Universität Berlin,
Department of Earth Sciences, Institute of Geosciences
Nicht verfügbar.
Hauptvortrag EP VI Mi 14:45 C
Der Mikrosatellit BIRD — •Dieter Oertel — DLR-Institut für
Planetenforschung
Nicht verfügbar.
Hauptvortrag EP VII Do 10:30 C
DFG: Nachwuchsprogramme und Neuigkeiten — •Stefan
Krückeberg — Kennedyallee 40, 53175 Bonn
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den wissenschaftlichen
Nachwuchs in verschiedenen Programmen, die im einzelnen vorgestellt
werden sollen. Dazu gehören Forschungsstipendien, die Einwerbung
der Eigenen Stelle, Nachwuchsgruppen im Emmy Noether-Programm,
der zum ersten mal ausgeschriebene European Young Investigator (EU-
RYI) Award sowie das Heisenberg-Programm. Außerdem soll kurz über
Veränderungen in anderen Förderverfahren der DFG und über die Ergebnisse
der Wahlen zu den Fachkollegien berichtet werden.
Hauptvortrag EP VIII Do 11:00 C
Die ODISSEE Solar Sail Mission — •Manfred Leipold —
Kayser-Threde
Nicht verfügbar.
Hauptvortrag EP IX Do 14:45 C
Bepi Colombo — •Johannes Benkhoff — Institut für Weltraumsensorik
und Planetenerkundung, DLR Berlin
Nicht verfügbar.

Extraterrestrische Physik Montag
Fachsitzungen
– Fachvorträge und Posterbeiträge –
EP 1 Heliosphären- und Astrophysik
Zeit: Montag 15:45–17:45 Raum: C
Fachvortrag EP 1.1 Mo 15:45 C
Imprints of galactic arm crossings to the terrestrial particle
environment — •Hans-Jörg Fahr 1 , Horst Fichtner 2 , Klaus
Scherer 1 , and Olaf Stawicki 3 — 1 Institut für Astrophysik und extraterrestrisch
Forschung, Univerität Bonn, Germany — 2 Institut für
Theoretische Physik IV: Weltraum- und Astrophysik, Ruhr-Universität
Bochum, 44780 Bochum, Germany — 3 Unit for Space Physics, School of
Physics, Potchefstroom University for CHE, 2520 Potchefstroom, SA
At its galactic itinerary the solar system is touched by highly variable
galactic enviroments. Due to its orbital revolution around the galactic
center, the solar system periodically crosses the spiral arms of our galactic
plane and thereby experiences pronounced environmental changes. Gas
densities, magnetic fields, and galactic cosmic ray intensities are higher
compared to interarm conditions. Here we develop a theoretical calculation
to describe the average cosmic ray spectrum for regions inside and
outside galactic arms. This then allows us to predict how passages of the
solar system through galactic arms should be reflected in enhanced particle
irradiation of the earth´s atmosphere and in enhanced atmospheric
Be-10 production rates.
Fachvortrag EP 1.2 Mo 16:05 C
Modulation of cosmic ray electrons in a non-spherical irregular
heliosphere — •Klaus Scherer 1 , Stefan Ferreira 2 , and
Marius Potgieter 2 — 1 Institut für Astrophysik und extraterrestrisch
Forschung, Univerität Bonn, Germany — 2 Unit for Space Physics, School
of Physics, Potchefstroom UNiveristy for CHE, 2520 Potchefstroom, SA
With the Voayger 1 spacecraft approcahing the solar wind termination
shock, much emphasis is on numerical models to simulate the physical
parameters which can be expected at and beyond the termination
shock.This work emphasis the global modulation of cosmic ray electrons
in a realistic non-spherical heliosphere, e.g. the effects of cosmic ray
modulation of a poleward elongation of the heliospheric boundary. To
achieve this in addition to the Bonn model a new time-dependent modulation
model is developed including the major modulation mechanism
like drifts, diffusion, convection, energy changes, and asymmetric heliospheric
structures. With the helpo of these models, we found that in the
vicinity of the termination shock, the time-dependence and an irregular
incursion in the shock geometry could account for the sudden increase in
the measured at low-energy electron intensities on Voayger 1.
Fachvortrag EP 1.3 Mo 16:25 C
Das Knie im Energiespektrum der kosmischen Strahlung —
•Andreas Haungs für die KASCADE und die KASCADE-Grande-
Kollaboration — Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik,
76021 Karlsruhe
Das KASCADE Experiment ist ein Multi-Detektor Aufbau zur detaillierten
Messung ausgedehnter Luftschauer im Energiebereich 0.1–100
PeV der primären kosmischen Strahlung. KASCADE konnte den als
Knie bekannten Knick im primären Energiespektrum bei etwa 4 PeV
bestätigen, wobei die Messungen auf einen Abbruch im Fluß der Teilchen
leichter Masse, hauptsächlich Wasserstoffkerne, als Ursache des
Knies hinweisen. Schwere Primärteilchen, wie Eisenkerne, scheinen dagegen
bis 50 PeV kein Knie im Flußspektrum zu zeigen. Vorläufige, detailliertere
Entfaltungs-Analysen legen darüber hinaus eine von der Art
des Primärteilchens abhängige Knieposition einzelner Elementgruppen
nahe, was astrophysikalische Bedingungen an die Beschleunigung und
den Transport der kosmischen Strahlung impliziert. Zur Verifizierung einer
solchen Abhängigkeit der Knieposition durch Messung des dann bei
etwa 100 PeV zu erwartenden Eisenknies wurde KASCADE durch ein
zusätzliches großes Detektorfeld erweitert. KASCADE-Grande deckt nun
einen Energiebereich von 0.1–3000 PeV ab. Die Ergebnisse des KASCA-
DE Experimentes und Status und Perspektiven von KASCADE-Grande
werden diskutiert.
Fachvortrag EP 1.4 Mo 16:45 C
3D High resolution simulations of the Local Bubble: Modelling
the OVI column density — •Dieter Breitschwerdt 1,2 and
Miguel A. de Avillez 3 — 1 MPI für extraterrestrische Physik, Garching,
Germany — 2 Institut für Astronomie, Universität Wien, Austria —
3 Department of Mathematics, University of Évora, Portugal
The Local Bubble (LB) is an X-ray emitting region extending 100
pc in radius in the Galactic plane and 200 pc perpendicular to it and
is embedded in a somewhat larger HI deficient cavity. The LB is the
host of the Local Cloud which envelops the heliosphere. Therefore all
in situ measurements are sensitive to the boundary conditions imposed
by the Local Bubble. Spectroscopic measurements in the EUV and soft
X-rays are inconsistent with standard LB models of a 10 6 K plasma
in collisional ionization equilibrium. Simple models following the timedependent
ionization structure of an expanding superbubble, generated
by multi-supernova explosions are in good agreement with X-ray and
EUV observations. But all models fail to reproduce the observed low
OVI absorption column density of ∼ 1.6 × 10 13 cm −2 . We have therefore
performed 3D high resolution (down to 1.25 pc) hydrodynamic simulations
of the Local Bubble in a realistic inhomogeneous ISM background
medium, disturbed by supernova (SN) explosions at the Galactic rate.
The Local Bubble is then the result of 20 SNe within the last 13.5 Myr.
The resulting temperature distribution is monitored in Ovi and found to
be in excellent agreement with OVI absorption line data.
Fachvortrag EP 1.5 Mo 17:05 C
Der Einfluß gebundener Rotation auf Magnetosphären und Atmosphären
von Exoplaneten — •Jean-Mathias Grießmeier 1 ,
Uwe Motschmann 1 , Anja Stadelmann 1 , Thomas Penz 2 und Helmut
Lammer 2 — 1 TU Braunschweig — 2 Austrian Academy of Sciences
Extrasolare Gasplaneten werden in zum Teil sehr engen Bahnen um
ihren Stern beobachtet (z.B. OGLE-TR-56b mit d = 0.0225 AU). Das
beeinflußt ihre Stabilität und macht die Planeten anfällig gegen Evaporation;
sowohl aktuelle Messungen [Vidal-Madjar et al., Nature, 422, 143
(2003)] als auch erste Modelle [Lammer et al., ApJ, 598, L121, (2003)] zeigen,
daß beträchtliche Teilchenverlustraten (10 10 bis 10 12 g/s) auftreten
können. Da Planeten mit sehr kleinen Bahnhalbachsen eine gebundene
Rotation aufweisen, ist außerdem kein starkes planetares Magnetfeld zu
erwarten. Damit kann der Durchmesser der ausgedehnten Planetenatmosphäre
den der Magnetosphäre (unabhängig von Alter des Sternensystems)
deutlich überschreiten. Neben dem thermischen Teilchenverlust
sind also auch nichtthermische Verlustprozesse maßgeblich beteiligt. Die
Stabilitätsbedingungen werden diskutiert.
Fachvortrag EP 1.6 Mo 17:25 C
Der Einfluss der Gezeitenkräfte zwischen Sternen und ihren
nahen extrasolaren Planeten — •Ludmila Carone 1 , Martin
Pätzold 1 und Heike Rauer 2 — 1 Universiät zu Köln, Institut für
Geophysik und Meteorologie, Albertus-Magnus-Platz, D-50923 Köln —
2 DLR Berlin-Adlershof, Institut für Weltraumsensorik und Planetenfor-
schung
Seit der Entdeckung von 51 Pegasi b 1995 sind über 100 weitere jupiterähnliche
extrasolare Planeten im Orbit um einen sonnenähnlichen
Stern gefunden worden. Überaschenderweise sind einige von ihnen weniger
als 0.1 AU vom Zentralstern entfernt.
Damit sind solche Planeten großen Gezeitenkräften ausgesetzt, die ihre
Bewegung um den Stern stark beeinflussen können. Sogar die Rotation
des Zentralsterns könnte durch Gezeiteneffekte merklich verändert werden,
insbesondere wenn angenommen wird, dass die Gezeitenenergie nur
im Konvektionsmantel des Sterns dissipiert wird.
Der Einfluss den Gezeitenkräfte auf extrasolare Planeten haben
können, lässt sich beispielhaft am Planeten OGLE-TR-56 b demonstrieren.

Extraterrestrische Physik Dienstag
EP 2 Solare Korona
Zeit: Dienstag 11:30–12:30 Raum: C
Fachvortrag EP 2.1 Di 11:30 C
Coronal magnetic fields — •Thomas Wiegelmann — Max Planck
Institut fuer Aeronomie
The solar magnetic field is an important quantity which couples the solar
interior with the photosphere and atmosphere. Knowledge regarding
the coronal magnetic field plays a key role for eruptive phenomena, e.g.
coronal mass ejection, flares and eruptive prominences. Unfortunately a
direct measurement of the coronal magnetic field is extremely difficult.
Here we use more sound photospheric magnetic field measurements and
extrapolate the magnetic field into the solar corona. The extrapolation
method depends on assumptions regarding coronal electric currents. We
give and overview regarding current-free, force-free and non-force-free
reconstructions methods. The magnetic field reconstruction is consistent
with stereoscopic and tomographic observations of the coronal plasma.
Fachvortrag EP 2.2 Di 11:50 C
Generation of Energetic Electrons at the Termination Shock
During Solar Flares - RHESSI Results — •Gottfried Mann,
Henry Aurass, and Alexander Warmuth — Astrophysikalisches
Institut Potsdam, An der Sternwarte 16, D-14482 Potsdam, Germany
During flares in the solar corona magnetic field energy is converted
by reconnection into heating of the ambient plasma, mass motions, and
energetic particles. The plasma outflow from the reconnection site can
EP 3 Teilchen und Wellen
establish a shock wave, i. e. the so-called termination shock, at which
electrons can be accelerated. During the solar event on July 18, 2002 the
hard X-ray data observed by the RHESSI satellite and the solar radio
radiation recorded in the range 40-800 MHz show signatures of energetic
electrons generated by such a termination shock. Theoretical studies are
compared with the radio and RHESSI observations
Fachvortrag EP 2.3 Di 12:10 C
Superluminal type III bursts in the solar corona — •A.
Klassen 1 , M. Karlicky 2 , and G. Mann 3 — 1 IEAP CAU Kiel,
24118 Kiel, Germany — 2 Astronomical Institute of the Academy of
Sciences of the Czech Republic, CZ-25165 Ondˇrejov, Czech Republic —
3 Astrophysikalisches Institut Potsdam, 14482 Potsdam, Germany
We present spectral and imaging observations of high frequency type
III bursts appearing in pairs: a primary fast drifting component and a
secondary ”normal”drifting component. The primary bursts have generally
higher frequency drift and start at higher frequencies. They show
superluminal velocities up to 2.5 c (c, speed of light), while the secondary
component shows the usual < 0.5 c velocity expected for type III burst
exciters. These superluminal velocities are explained as apparent velocities
of relativistic electron beams propagating nearly along the line of
sight towards the observer with velocities close to the speed of light. A
model of type III burst pairs consisting of subsequent fast drifting and
”normal”drifting components is presented.
Zeit: Dienstag 15:45–17:45 Raum: C
Fachvortrag EP 3.1 Di 15:45 C
Starke Energieabhängigkeit der mittleren Ladung energetischer
Ionen in Impulsiven Solaren Ereignissen — •Berndt Klecker 1 ,
M. Hilchenbach 2 , E. Möbius 3 , M.A. Popecki 3 , L.M. Kistler 3
und H. Kucharek 3 — 1 Max-Planck-Institut für extraterrestrische
Physik, Garching, Germany — 2 Max-Planck-Institut für Aeronomie,
Katlenburg-Lindau, Germany — 3 Dept. of Physics and EOS, UNH,
Durham, NH, USA
Durch die Kombination der Messungen von Ladungszuständen schwerer
Ionen mit den Experimenten SEPICA auf ACE und CELIAS auf
SOHO ist es gelungen, den Energiebereich der Ladungsbestimmung zu
niedrigen Energien von ≈ 0.01-0.55 MeV/Nuk auszudehnen. Die Messungen
zeigen einen systematischen Anstieg der mittleren Ionenladung
von Fe in diesem Energiebereich mit hoher Variabilität von Ereignis zu
Ereignis. Für Graduelle Ereignisse, die mit interplanetaren Stosswellen
oder koronalen Massenauswürfen korelliert sind, wird meist nur ein kleiner
Anstieg der mittleren Ionenladung von ∆Q = 1 − 2 (Fe) beobachtet.
Bei mit Flares korrelierten Impulsiven Ereignissen finden wir einen
wesentlich größeren Anstieg der mittleren Ionenladung von Fe, von ≈
10-14 bei < 0.1 MeV/Nuk auf ≈ 17-22 bei 0.35-0.55 MeV/Nuk. Dieser
signifikante Anstieg der Ionenladung mit Energie kann durch zusätzliche
Ionisierung der Ionen beim Durchgang durch eine hinreichend große
Säulendichte während oder nach der Beschleunigung erklärt werden. Ein
Vergleich der Messungen mit Modellrechnungen der Beschleunigung unter
Berücksichtigung von Ladungsaustausch ermöglicht eine Bestimmung
der Parameter Dichte und Temperatur der Beschleunigungsregion.
Fachvortrag EP 3.2 Di 16:05 C
ENERGETIC PARTICLES IN THE ATMOSPHERE: CON-
TINUOUS ENERGY LOSS vs. MONTE-CARLO — •Schröter
Jörg, Heber Bernd, Wolff Edwina, and Kallenrode May-
Britt — University of Osnabrück, Barbarastr. 7, 49069 Osnabrück,
Germany
Precipitating solar energetic particles (SEPs) ionize the atmosphere,
leading to an increase in NOx and HOx and consequently a reduction of
ozone. Owing to the rather low particle energies, the interaction between
SEPs and the atmosphere normally is treated in terms of continuous loss
models. In this talk we present Monte-Carlo simulations of the SEP interaction
with the atmosphere and compare them to calculations with
continuous energy loss models. The main result is a shift of ionization
to lower altitudes in the Monte-Carlo model resulting from the correct
treatment of the secondaries. Consequences are twofold: first, the shift
leads to a better agreement between electron densities observed by EIS-
CAT and calculated ionization rates in the October 1989 event. And
secondly, the shifted ionization altitudes allow for a better agreement
between modelled and observed NOx production and ozone depletion.
Fachvortrag EP 3.3 Di 16:25 C
Zur Temperaturanisotropie des Kerns der Protonen Geschwindigkeitsverteilungsfunktion
im Sonnenwind — •Eckart
Marsch 1 , Xianzhi Ao 2 und Chuanyi Tu 3 — 1 Max-Planck-Institut
für Aeronomie, 37191 Katlenburg-Lindau — 2 Department of Geophysics
Peking University, Beijing, P.R. China — 3 Department of Geophysics
Peking University and Laboratory of Space
In diesem Beitrag untersuchen wir die Temperatur-Anisotropie
im Kern der Geschwindikeitsverteilungsfunktion (GVF) von Protonen
im Sonnenwind. Dabei konzentrieren wir uns auf die Daten der
Primärmission von Helios 2 während der Tage 23 bis 114 des Jahres
1976 mit dem Ziel robuste statistische Evidenz zu bekommen über den
Zusammenhang zwischen der Anisotropie und dem Plasmabeta. Diese
Parameter spielen die Hauptrolle bei der Regulierung der Anisotropie
und der Gestalt der GVF durch Welle-Teilchen-Wechselwirkung. Wir
präsentieren einzelne Beispiele von GVFn und statistisches Material und
finden empirische Hinweise darauf, dass resonante Pitch-Winkel-Diffusion
der Protonen im elektromagnetischen Feld von Ionenzyklotronwellen wie
in der quasilinearen Theorie beschrieben die Gestalt der GVF bestimmen.
Besonderes Augenmerk wird auf den Beam von Protonen gelegt, der mit
dem Kern der GVF überlappen kann, und dessen möglicher Einfluss auf
unsere Analyse sorgfältig überprüft und vermieden wird.
Fachvortrag EP 3.4 Di 16:45 C
Turbulent Cascading: Diffusion in Wave Number Space —
•Ralf Kissmann, Felix Spanier, Horst Fichtner, and Reinhard
Schlickeiser — Institut für Theoretische Physik IV, Ruhr-Universität
Bochum, 44780 Bochum
Various observations for the heliosphere and the interstellar medium
indirectly suggest an anisotropy of the plasma turbulence. Examples are
the transport of pick-up ions in the solar wind or the heating of the
interstellar medium. As physical causes for such anisotropy pitch-angle
dependent wave-wave interactions and damping rates of plasma modes
have been considered. We study the capability of a diffusive description of
wave-wave interactions in order to compute the evolution of wave power
spectra in different scenarios.

Extraterrestrische Physik Dienstag
Fachvortrag EP 3.5 Di 17:05 C
Plasma wave damping processess considering anisotropic
power spectra — •Felix Spanier, Ralf Kissmann, and Reinhard
Schlickeiser — Institut für Theoretische Physik IV, Ruhr-Universität
Bochum, Universitätsstr. 150, 44801 Bochum
Radio observations in the interstellar medium show density fluctuations
which are believed to stem from plasma waves. We have assumed
an anisotropic power spectrum for the those plasma waves and calculated
the heating rate of the ISM through different wave damping processes.
As a result we were able to determine the relative strength of different
wave modes and possible values of anisotropy.
Fachvortrag EP 3.6 Di 17:25 C
Modelling the Environment of Comet 67P/Churyumov-
Gerasimenko — •Jessica Agarwal 1 , Michael Müller 2 , and
Eberhard Grün 1 — 1 MPI für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117
Heidelberg — 2 ESOC, Robert-Bosch-Str. 5, 64293 Darmstadt
EP 4 Planeten, Monde, Weltraummüll
The short-period comet 67P/Churyumov-Gerasimenko is the target of
ESA’s Rosetta mission. For the planning of operations and experiments
detailed knowledge of the physical conditions near the comet is needed.
On the basis of observational data we characterise the environment of
the comet using the ESA Cometary Environment Model (M. Müller,
1998). The densities and velocities of the gas and of dust particles on
a wide range of sizes are calculated as functions of time and location
within the coma. The model is also used to estimate the infrared and
visible radiation received by an observer inside the coma due to the dust.
For 67P/C–G, a trail has been observed which consists of large particles
emitted on long time scales and accumulating along the comet’s orbit.
Analysis of the trail brightness and geometry contributes to determining
the size distribution of dust particles near the comet.
Zeit: Mittwoch 11:30–12:30 Raum: C
Fachvortrag EP 4.1 Mi 11:30 C
Substorms at Jupiter — •Elena Kronberg 1 , Joachim Woch 1 ,
Norbert Krupp 1 , Andreas Lagg 1 , and Karl-Heinz Glassmeier 2
— 1 Max-Planck Institut fuer Aeronomie, Max-Planck str, 2, Katlenburg-
Lindau, 37191,Germany — 2 Technical University Braunschweig, Institut
fuer Geophysik, Mendelsson str,3, 38106, Braunschweig
In contrast to the solar wind driven terrestrial magnetosphere, the
jovian magnetosphere is dominated by internal processes. The fast planetary
rotation and the efficient internal mass sources govern the dynamics
of the magnetosphere, including the stability of the jovian magnetotail.
The Jupiter orbiting spacecraft Galileo has provided evidence that the
magnetotail is subject to global reconfiguration processes which in their
basic properties resemble terrestrial substorms. They occur with an intrinsic
time constant of several jovian days. We will review the properties
and the different phases of these substorm like events and discuss possible
driving mechanisms.
Fachvortrag EP 4.2 Mi 11:50 C
Cassini-ISS-Beobachtungen der mittelgroßen Saturnmonde ab
2004 — •Tilmann Denk und Gerhard Neukum — FU Berlin
Am 10. Juni 2004 sollen regelmäßige Saturnmonde-Beobachtungen
durch das Cassini-ISS-Kamera-Experiment beginnen. Informationen zur
Geologie dieser Körper sind bislang nur von den Voyagers geliefert worden.
Sie zeigen außer bei Teilen von Enceladus kraterübersäte Welten,
häufig aber auch endogene geologische Strukturen. Der Ursprung der
Krater – asteroidal oder kometar – ist bislang umstritten. Kratermessungen
in den Voyagerbildern reichen aufgrund der limitierten Abdeckung
und Bildauflösung für eindeutige Schlussfolgerungen nicht aus. Für Cassini
ist geplant, die Monde in weiten Teilen mit einer Auflösung von 1-2 km
zu kartieren, so dass Unterscheidungskriterien zwischen den konkurrierenden
Modellen wie die genaue Form der Kratergrößenverteilungskurve,
EP 5 Mars, Staub
die Häufigkeit sehr kleiner Krater, die absolute Zahl der Krater, mögliche
Apex-/Antapex-Asymmetrien, etc. ermittelt werden können. Die Oberflächen
von Phoebe und Iapetus werden bei diesen Untersuchungen eine
besondere Rolle spielen, da sie vermutlich am wenigsten von endogenen
Prozessen beeinflusst sind, wenn überhaupt. Bei Iapetus ist insbesondere
auch die Frage nach der Entstehung der extremen Hell-Dunkel-
Dichotomie offen. Messungen in Voyager-Daten lassen bereits vermuten,
dass das dunkle Material exogenen Ursprungs ist, zudem relativ dünn
und jünger als die meisten Krater.
Fachvortrag EP 4.3 Mi 12:10 C
Genauigkeit der Orbitbestimmung von Weltraummüllobjekten
mittels orbitaler Teleskope — •Michael Oswald, Sebastian
Stabroth, Carsten Wiedemann und Peter Vörsmann — Institut
für Luft- und Raumfahrtsysteme
Weltraummüll (Space Debris) stellt eine zunehmende Gefahr für bemannte
und unbemannte Systeme in der Raumfahrt dar. Um das
Gefährdungspotential für einzelne Missionen einschätzen zu können, wurden
Modelle der Weltraummüllumgebung, wie z.B. MASTER entwickelt.
Zur Validierung solcher Modelle werden derzeit Beobachtungsdaten,
die mit Hilfe bodengestützter Teleskope und Radaranlagen gewonnen
wurden, eingesetzt. Der Nachteil ist, dass aufgrund der Entfernungen
der Sensoren zu den Zielobjekten z.B. im geostationären Orbit bestenfalls
Objekte mit einem Durchmesser oberhalb 15 cm detektiert werden
können. Somit kann der größte Teil der Weltraummüll-Population derzeit
nicht beobachtet werden. Abhilfe versprechen weltraumgestützte Teleskope.
Diese ermöglichen trotz geringer Größe Beobachtungen, die von
der Erde aus nicht möglich wären. Bisher wurden in diesem Themenbereich
überwiegend Untersuchungen zur grundsätzlichen Detektierbarkeit
durchgeführt. Im Rahmen des Vortrages werden Ergebnisse von Simulationen
gezeigt, die zum Ziel hatten, die Genauigkeit der Orbitbestimmung
aus Beobachtungen mit Hilfe solcher Instrumente zu ermitteln.
Zeit: Mittwoch 15:45–17:45 Raum: C
Fachvortrag EP 5.1 Mi 15:45 C
Dünenalter anhand von Kratereinschlagshäufigkeiten im Nirgal
Vallis (Mars): Implikationen für die Entstehungszeit von Erosionrinnen
— •Dennis Reiss 1 , Stephan van Gasselt 2 , Gerhard
Neukum 2 und Ralf Jaumann 1 — 1 Institut für Planetenforschung,
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Rutherfordstrasse
2, 12489, Berlin. — 2 Institut für Geologische Wissenschaften, Freie
Universität Berlin, Malteserstrasse 74–100, 12249 Berlin.
Nirgal Vallis ist ein Trockental im zerkraterten Hochland bei 318 ◦ E und
29 ◦ S. Das Tal entstand vor ca. 3,8 Mrd. Jahren. Hochauflösende Bilder
(1,4-5,6 m/pxl) der Mars Orbiter Camera (MOC) lieferten eine detaillierte
Ansicht des Tales. Sie zeigen Dünen auf dem Talboden und junge
Erosionsrinnen an den Talhängen, die die Dünen überlagern, und damit
jünger als diese sind. Da äolische Prozesse auf dem Mars aktiv bis in
die Gegenwart andauern, handelt es sich auch bei den Dünen um relativ
junge Formen. Unter heutigen Klimabedingungen sind die Dünen im Nirgal
Vallis aber inaktiv, was durch Kratereinschläge auf ihnen belegt ist.
In der Planetenforschung werden Alter homogener Oberflächen anhand
von Kraterhäufigkeiten bestimmt. Grundprinzip dieser Methode ist, daß
die Oberfläche eines Gebietes um so älter ist je mehr Krater sich auf ihr
befinden. Nach dieser Methode konnte, nach Auszählung der Krater auf
den kartierten Dünenflächen, das absolute Alter bestimmt werden. Die
Kraterzählungen deuten darauf hin, daß die letzte Aktivitätsphase der
Dünen in einen Zeitraum vor etwa 500.000 Jahren bis höchtens 3 Mio.
Jahren lag. Erstmals kann damit ein sehr junges Alter der Erosionsrinnen
bestätigt werden, da diese ein jüngeres relatives Alter aufweisen.

Extraterrestrische Physik Mittwoch
Fachvortrag EP 5.2 Mi 16:05 C
Volcanic landforms on Mars as seen in the first HRSC images
— •Ernst Hauber 1 , Gerhard Neukum 2 , Ralf Jaumann 1 , and
The HRSC Co-Investigator Team 2 — 1 DLR-Institut für Planetenforschung,
Rutherfordstr. 2, D-12489 Berlin — 2 Institut für Geologische
Wissenschaften, FU Berlin, Malteserstr. 74-100, D-12249 Berlin
Volcanic landforms are among the most widespread and diverse surface
features on Mars. Volcanic processes operated through the entire
evolution of the planet up to very recent times. Recent remote sensing
experiments have revealed important new aspects of Martian volcanology.
The ESA Mars Express mission carries the High Resolution Stereo
Camera (HRSC) that will provide 3D colour imagery. Additionally, a
separate channel with a narrow-angle optics (the Super Resolution Channel,
SRC) will take images with a spatial resolution of 2-3 m/pixel, which
will be embedded in the HRSC images (10-12 m/pixel). Thus, the SRC
images will be interpreted within the geological context provided by 3D
colour HRSC images. Such imagery is particularly valuable for the investigation
of volcanic features like lava flows, small shields, calderas, pit
craters, etc.
The camera will begin to collect images immediately after the spacecraft
has reached its final mapping orbit in mid-January, 2004. Major
volcanic constructs that will be covered early in the mission (January
and February) include the giant shields of Olympus Mons and Ascraeus
Mons. We will report on our preliminary investigations of HRSC/SRC
imagery of volcanic features on Mars.
Fachvortrag EP 5.3 Mi 16:25 C
Plasmagrenzschichten am Mars: Eine 3D Hybrid-Simulations-
Studie — •Alexander Bößwetter 1 , Thorsten Bagdonat 1 ,
Uwe Motschmann 1 und Konrad Sauer 2 — 1 TU Brauschweig —
2 MPAE Katlenburg-Lindau
Mit einem dreidimensionalen Hybrid-Modell wird die Wechselwirkung
des Sonnenwindes mit dem Planeten Mars studiert. Bereits die Phobos-2
Mission hat festgestellt, daß Mars kein wesentliches inneres Magnetfeld
besitzt. Die Ionosphäre des Mars wird somit direkt duch den Sonnenwind
beeinflußt. Die Gyrationsradien der Sonnenwind-Protonen liegen in der
Größenordnung von einigen hundert Kilometern und sind folglich vergleichbar
mit den charakteristischen Skalen der Wechselwirkungsregion.
Dem sich daraus ergebenen kinetischen Charakter der Wechselwirkungsprozesse
trägt das verwendete Hybridmodell Rechnung: Die Ionendynamik
wird vollständig kinetisch erfaßt. Charakteristische Simulationsergebnisse
sind mehrere plasmaphysikalische Grenzschichten. Neben dem
bereits gut bekannten ” Bow Shock“ wurden die ” Ion Composition Boundary“
und die ” Magnetic Pile-up Boundary“ eindeutig dargestellt. Form
und Lage dieser Grenzschichten stimmen gut mit den durch Raumsonden
gemachten Beobachtungen überein. Die Simulation reproduziert dynamische
Details, wie ausgeprägte Strahlen von planetarem Plasma im Schweif
und eine Instabilität an der Tagseite.
Fachvortrag EP 5.4 Mi 16:45 C
Automatisierte Suche nach Staubteufeln auf dem Mars mittels
Pattern Recognition — •Christina Stanzel und Martin
Pätzold — Institut für Geophysik und Meteorologie, Universität zu
Köln
Das Interesse an Staubteufeln (staubtragende atmosphärische Wirbel)
hat in Verbindung mit der Marsatmosphäre stark zugenommen. Eine
Vielzahl von Bildern der Mars Orbiter Camera auf Mars Global Surveyor
haben mit besserer Auflösung einen tiefgreifenderen Einblick in
den letzten Jahren geschaffen.
Um weitere und genauere Ergebnisse von Staubteufelcharakteristika zu
erhalten, wird zur Zeit mit Hilfe von Pattern Recognition in Viking und
EP 6 Zukünftige Missionen
Mars Global Surveyor Bildern nach Staubteufeln gesucht. Hierzu wird
ein so genannter Merkmalsvektor erstellt. In diesem Vektor stehen Werte
für einzelne Parameter, die die Staubteufel beschreiben. Die Helligkeit
wurde als ein Faktor ausgewählt, da Staubteufel in den Bildern als sehr
helle Flecken zu erkennen sind. Mit einem einfachen Kriterium wurden so
aus dem Bild relative Helligkeitsmaxima aussortiert, die mögliche Staubteufel
darstellen können. Zudem wird an einem Algorithmus gearbeitet,
der zusätzlich die Größe und Form dieser Flecken beschreiben soll, da
diese Kriterien ebenso Parameter für den Merkmalsvektor sind. Eine abschliessende
Bewertung gibt später die Wahrscheinlichkeit an, mit der
das gefundene Objekt ein Staubteufel ist oder nicht.
Fachvortrag EP 5.5 Mi 17:05 C
Giant Polygonal Terrain: Relic of a Martian Ocean? —
•Stephanie Werner, Stephan van Gasselt, and Gerhard
Neukum — Freie Universitaet Berlin; Institute for Geosciences; Remote
Sensing of the Earth and Planets; Malteserstr. 74 - 100, Haus D; D -
12249 Berlin
Utopia and Acidalia Planitae are occupied by extensive areas of
polygon–forming troughs. This pattern is accompanied by ring–like structures
interpreted as ghost craters. Their origin might be due to the shrinkage
of desiccating sediments accompanied by differential compaction over
buried topography. The material may be of sedimentary origin deposited
in a standing body of water. We performed new measurements of crater
size–frequency distributions (SFD) in Utopia and Acidalia in in areas of
polygonal terrain and in surrounding units. All SFDs indicate for the
smaller crater diameter size range an age of 3.4 Ga. We observe a deviation
from the expected crater production function for the larger craters
(D >3 km). For the polygonal terrain a combination of the clearly visible
crater population and the ghost crater population yields an age of 3.8
Ga. Whatever obscures the expected production function of the crater
SFD in the larger size range occurred between 3.4 and 3.8 Ga, and can be
explained by extensive resurfacing events within a time span of roughly
half a billion years. This is consistent with the existence of a proposed
ocean in the northern lowlands.
Fachvortrag EP 5.6 Mi 17:25 C
Measurements of Interstellar Dust in the Heliosphere at 1 AU
— •Nicolas Altobelli 1 , Sascha Kempf 1 , Ralf Srama 1 , Harald
Krueger 1 , and Eberhard Gruen 1,2 — 1 Max Planck Institut
fuer Kernphysik, Postfach 103980, 69029 Heidelberg Germany — 2 Hawaii
Inst. of Geophysics and Planetology, Univ. of Hawaii, Honolulu, USA
In-situ dust measurements with the Ulysses and Galileo spacecraft outside
3 AU heliocentric distance revealed a collimated stream of interstellar
dust particles sweeping through our solar system. Here we report the successful
in-situ detection of interstellar particles in the inner solar system
at about 1AU. Interstellar dust particles have been successfully measured
in the inner solar system with the dust instruments on the Cassini
and Galileo spacecrafts. Both instruments employ the impact ionisation
mechanism: dust particles hitting a solid metal target vaporize due to
the impact and generate a plasma cloud. The measured charge signals
generated upon impact provide indications about particles mass, impact
speed, and rough elemental composition (the latter only in the case of
Cassini). Analysis of the data from both instruments together with kinematic
and geometric considerations allowed a separation of interstellar
particles from interplanetary dust. The values of the interstellar dust
flux derived from the Galileo and Cassini data at about 1 AU are in
good agreement together. A detailed analysis of the Galileo interstellar
dust data provided new evidences for the radiation pressure filtering, previously
identified by Ulysses. Furthermore, the presented data also show
evidences of a gravitative focusing effect on interstellar dust.
Zeit: Donnerstag 11:30–12:30 Raum: C
Fachvortrag EP 6.1 Do 11:30 C
The Solar Electron Proton Telescope for STEREO — •S.
Böttcher 1 , R. Müller-Mellin 1 , and L. Duvet 2 — 1 IEAP CAU
Kiel, 24118 Kiel, Germany — 2 ESA ESTEC, Noordwijk, Netherlands
STEREO is a pair of spacecraft that will be launched in 2005, as part of
NASA’s Solar Terrestrial Probes Program. STEREO will observe Coro-
nal Mass Ejections (CME) with a stereometric view from two points
in earth-like orbits around the Sun. We present the design of the Solar
Electron Proton Telescope (SEPT), which is part of the instrument for
In-situ Measurements of Particles and CME Transients (IMPACT) onboard
STEREO. SEPT employs solid state silicon detectors to measure
particle fluxes in the kinetic energy range 30–400 keV (60–7000 keV) for
electrons (protons), with a geometry factor of 0.52 (0.68) cm 2 sr. Particle

Extraterrestrische Physik Donnerstag
identification is accomplished via magnetic filters made of NdFeB permanent
magnets that deflect electrons from the proton counters, and foils
that filter low energy protons in front of the electron counters. The readout
electronics is built around an integrated Particle Detector Front-End
chip, which allows to meet the power and mass allocated to the instrument.
The energy and time resolution of the particle spectra is limited
by the telemetry allocation, which allows to transmit counts for 32 logarithmic
energy bins every minute. Each STEREO spacecraft carries two
SEPT units, viewing along the magnetic field lines in the ecliptic plane,
and perpendicular to the ecliptic plane, respectively.
Fachvortrag EP 6.2 Do 11:50 C
Rosetta Radio Science Investigations — •Martin Pätzold 1 ,
Bernd Häusler 2 und RSI Team 3 — 1 Institut für Geophysik und Meteorologie,
Universität zu Köln, Albertus-Magnus-Platz, 50923 Köln —
2 Institut für Raumfahrttechnik, Universität der Bundeswehr München,
85577 Neubiberg — 3 .
Nach der Startverzögerung um mehr als ein Jahr soll Rosetta jetzt
Ende Februar 2004 zum neuen Zielkometen P/Churyumov-Gerasimenko
starten. Die Ziele des Rosetta Radio Science Investigation Experimentes
sind die Bestimmung der Masse, der Dichte und der niedrigen
Harmonischen des Schwerefeldes des Kometenkerns, der Gas/Staub-
Produktionsraten über den Massenfluss, des Elektroneninhalts der ionisierten
Koma, der dielektrischen Öberflächeneigenschaften des Kerns.
Der neue Zielkomet ist anscheinend deutlich grösser als P/Wirtanen. Es
wird gezeigt, dass dies vor RSI von Vorteil ist. Sollte entschieden werden,
dass es einen Asteroidenvorbeiflug geben wird, so ist hierbei die Massenund
Dichtebestimmung des Asteroiden das Ziel. Die Randbedingungen
dafür werden vorgestellt.
EP 7 Magnetosphäre, Erdatmosphäre
Fachvortrag EP 6.3 Do 12:10 C
IBEX - The Interstellar Boundary Explorer — •Horst Fichtner
1 and Hans Fahr 2 for the IBEX Team collaboration — 1 Institut
für Theoretische Physik IV, Ruhr-Universität Bochum — 2 Institut für
Astrophysik und Extraterrestrische Forschung, Universität Bonn
The Interstellar Boundary Explorer (IBEX) has the sole objective of
discovering the global interaction between the solar wind and the interstellar
medium. IBEX achieves this objective by globally imaging Energetic
Neutral Atoms (ENAs) that are produced by plasmas beyond the
Termination Shock, the closest of the inferred interstellar boundaries at
the outer edges of our heliosphere. These groundbreaking, high sensitivity
ENA observations are achieved with minimal risk using two very
large aperture ENA cameras on a simple sun-pointed, spinning spacecraft.
IBEXs highly elliptical Earth orbit provides viewing of the outer
heliosphere from beyond the relatively bright emissions of the Earths
magnetosphere. IBEX measurements enable the discovery of the global
nature of the termination shock and the flow patterns of the heliosheath
and the heliotail. IBEX also studies particle acceleration at the termination
shock and probes the interstellar interaction beyond the heliopause.
In short, the IBEX mission provides the first global views of the interstellar
boundaries, unveiling the physics of the heliospheres interstellar interaction,
providing a deeper understanding of the heliosphere and hereby
astrospheres throughout the galaxy, creating the opportunity to make
even greater unanticipated discoveries, and filling in a critical missing
piece of understanding in the Sun-Earth Connection Theme.
Zeit: Donnerstag 15:45–17:45 Raum: C
Fachvortrag EP 7.1 Do 15:45 C
The energetic particle spectrometer RAPID on board Cluster–
a three-year overview — •Patrick Daly — Max-Planck-Institut für
Aeronomie
RAPID is an imaging ion and electron spectrometer on board the four
Cluster satellites. The lowest energy threshold is ∼28 keV while the upper
energy limit is 1.5 MeV for ions, and 400 keV for electrons. A timeof-flight
method is used to distinguish ion masses, allowing separation
of protons, helium, and CNO ions. Angular distibutions are obtained
through 12 (ions) and 9 (electrons) directional sensors to the spin axis,
and by binning the measurements into 16 spin sectors.
Since the start of the Cluster Mission in 2001, RAPID has made 3D
energetic particle measurements in all important regions of the magnetosphere:
the magnetopause, the cusp, the bow shock, the tail lopes and
plasma sheet. An overview of some of the results is presented here.
Fachvortrag EP 7.2 Do 16:05 C
Plasma Density and Temperature Measurements in the Cusp
Ionosphere — •Christian T. Steigies and Robert F. Pfaff —
NASA Goddard Space Flight Center, Code 696, Greenbelt, MD 20771,
USA
A Black Brant X sounding rocket (NASA 35.033) was launched on December
14th, 2002 at 11:16:48 UTC from Ny Alesund, Norway to study
the electrodynamics of the cusp ionosphere and the open/closed field line
boundary region. The launch was coordinated with satellite measurements
and with optical and radar ground-based observations. The rocket
was launched during Bz southward conditions and reached an apogee
of 771km, well above the F-layer peak. Measurements by a fixed-bias
(ion) Langmuir probe and a swept Langmuir probe on the rocket payload
provide plasma density, density fluctuations, and electron temperature,
as well as the plasma potential. On the upleg of the rocket trajectory,
a very disturbed ionosphere was encountered, with large amplitude
(>20%), large scale (typically 10m-10km) irregularities superimposed on
the background, indicative of the open magnetic field line cusp environment.
By contrast, the downleg profile shows a smooth density profile
without irregularities that is consistent with the dayside ionosphere on
closed magnetic field lines. Elevated electron temperatures were observed
coincident with regions of energetic precipitations. These may have been
due to instrumental effects, however, and a detailed analysis is still underway.
We compare both the density and temperature measurements
gathered with the rocket instruments with those measurements simultaneously
gathered with the EISCAT radar.
Fachvortrag EP 7.3 Do 16:25 C
Nichtlineare Wellen in Ionenbeam-Plasmen: Anwendung auf
MGS- und CLUSTET-Beobachtungen im Vorschock-Gebiet —
•Konrad Sauer und Eduard Dubinin — Max-Planck-Institut fuer
Aeronomie
In Multi-Ionen-Plasmen existiert in der Umgebung der Crossover-
Frequenzen eine neue Klasse stationärer nichtlinearer Wellen, die sog.
Oszillitonen [Sauer et al., 2001]. Sie sind dadurch eine räumliche Oszillation
gekennzeichnet, die der üblichen Soliton-Struktur überlagert ist. Ihre
Existenz basiert auf der Impulskopplung zweier resonanter Systeme über
die selbst-erzeugten elektromagnetischen Felder. Ist freie Energie infolge
relativer Bewegung der Ionenkomponenten vorhanden, lassen sich die Oszillitonen
anregen. Ein Beispiel ist die Erzeugung niederfrequenter Wellen
großer Amplitude durch einen Ionenbeam, der infolge der Rückwirkung
der elektromagnetischen Felder auf die Ionenbewegung innerhalb der
nichtlinearen Struktur eine starke Gyration ausführt (gyrophase-bunched
ions). Deartige Effekte sind im Vorschock-Gebiet der Erde beobachtet
worden und lasen sich mit dem Konzept der beam-erzeugten Oszillitonen
erklären. Ähnliche Effekte treten bei Mars auf, wo offensichtlich
exosphärische Protonen kohärente Wellen (proton cyclotron waves) anregen.
Die Theorie nichtlinearer Wellen in Multi-Ionen-Plasmen und relevante
Beobachtungen durch MGS und CLUSTER werden diskutiert.
Fachvortrag EP 7.4 Do 16:45 C
Stromkonfiguration in der Nähe eines Polarlichtbogens —
•Octav Marghitu 1,2 , Gerhard Haerendel 3 , Berndt Klecker 2
und James McFadden 4 — 1 Institute for Space Sciences, R-77125
Bucharest, Romania — 2 Max-Planck-Institut für extraterrestrische
Physik, D-85741 Garching, Deutschland — 3 International University of
Bremen, D-28725 Bremen, Deutschland — 4 Space Sciences Lab., Univ.
of California at Berkeley, CA 94720, US
Teilchen- und Felddaten, vom Satelliten FAST in ∼4000km Höhe gemessen,
sowie optische Bodenbeobachtungen werden verwendet, um eine
detaillierte Beschreibung der Electrodynamik eines Polarlichtbogens
zu erhalten. Weil die Konvektion Umkehr (CR) nahe an der Grenze
zwischen abwärts- und aufwärtsgerichteten feldparallelen Strömen

Extraterrestrische Physik Donnerstag
(FAC) ist, stellt sich die Stromtopologie in der Nähe des Bogens — der
nordwärts von der CR lokalisiert ist — als sehr untypisch heraus. Obwohl
die magnetische Feldsignatur die gewöhnliche Konfiguration aufzeigt,
mit abwärts- und aufwärtsgerichteten FAC Schichten, die normalerweise
durch den ionosphärischen Pedersen Strom verbunden sind, finden wir
jedoch, dass die zwei Stromschichten in der Ionosphäre entkoppelt sind.
Der aufwärtsgerichtete FAC wird von dem nach Westen fließenden Elektrojet
(WEJ) gespeist, während der größte Teil des abwärtsgerichteten
FAC den nach Osten fließenden Elektrojet speist; ein kleiner Teil davon
durchquert die CR als Hall Strom und trifft den WEJ. Die Ergebnisse
wurden mit Hilfe einer neuen Methode gewonnen, die für die Berechung
von elektrischen Feldern und Strömen aus Satellitendaten, in der auroralen
Ionosphäre, entwickelt worden ist.
Fachvortrag EP 7.5 Do 17:05 C
Charakterisierung von Turbulenz in der mittleren Atmosphäre
polarer Breiten aus VHF-Radarechoes — •Norbert Engler,
Boris Strelnikov, Ralph Latteck, Werner Singer und Markus
Rapp — Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik Kühlungsborn,
Schlossstr.6, D-18225 Kühlungsborn
Seit mehreren Jahre wird die Mesopausenregion polarer Breiten eingehend
studiert. Besonders interessant sind polare mesosphärische Sommerechoes,
die im Zeitraum zwischen Mitte Mai und Ende August in
der polaren Atmosphäre zu beobachten sind. Ihre Entstehung ist eng mit
niedrigen Temperaturen verbunden, bei denen sich Eispartikel bilden und
das lokale Plasma so beeinflussen, dass Turbulenz im Neutralgas zu einem
messbaren Radarecho führt.
Diese mesosphärischen Sommerechoes ermöglichen es, aus dem rückgestreuten
Radarsignal die Signalstärke, die radiale Geschwindigkeit sowie
die spektrale Breite zu ermitteln. Die spektrale Breite wiederum wird
EP 8 Poster-1
durch Fluktuationen der radialen Geschwindigkeit im untersuchten Volumen
bestimmt. Diese Fluktuationen werden unter anderem durch turbulente
Geschwindigkeitsänderungen im Neutralgas hervorgerufen. Daher
ist es möglich, turbulente Parameter wie die turbulente Energiedissipationsrate
zu abzuleiten.
Anhand eines ausgewählten Ereignisses wird erläutert, wie sich aus
den vorhandenen Radarrückstreusignalen Erkenntnisse bezüglich turbulenter
Strukturen gewinnen lassen. Die abgeleiteten turbulenten Energiedissipationsraten
werden mit Ergebnissen von in-situ Messungen mit
Höhenforschungsraketen verglichen.
Fachvortrag EP 7.6 Do 17:25 C
Radarbeobachtungen von Meteoren in mittleren und polaren
Breiten zur Bestimmung der Temperatur in der oberen Mesosphäre
— •Werner Singer und Jürgen Bremer — Leibniz-
Institut f¨r Atmosphärenphysik, Schloss-Str. 6, 18225 Kühlungsborn
Radarbeobachtungen von Meteorechos auf 32,55 MHz wurden zur Bestimmung
von mittleren täglichen Temperaturen der Atmosphäre in einer
Höhe von etwa 90 km in mittleren und polaren Breiten in den
Jahren 1999 bis 2003 genutzt. Die Neutralgastemperatur wird aus der
Höhenabhängigkeit des ambipolaren Diffusionskoeffizienten (abgeleitet
aus der Abklingzeit des Meteorechos) in Verbindung mit einem empirischen
Modell des mittleren Temperaturgradienten im Maximum der Meteorschicht
ermittelt. Die Genauigkeit des Modells des Temperaturgradienten
ist dabei für Korrekturen zweiter Ordnung von Bedeutung. Die so
abgeleiteten Temperaturdaten befinden sich in guter Übereinstimmung
mit unabhängig gewonnen experimentellen Ergebnissen von verschiedenen
bodengebundenen Beobachtungen, Raketen- und Satellitenmessungen
als auch mit theoretischen Ergebnissen von Modellrechnungen.
Zeit: Montag 17:45–19:30 Raum: Foyer
EP 8.1 Mo 17:45 Foyer
Periodisch schwankende Anisotropien der kosmischen Strahlung
— •Günter Green 1 und Klaus Röhrs 2 — 1 Dr. Günter Green,
IAEP CAU, Leibnizstr. 11, 24119 Kiel — 2 Dr. Klaus Röhrs, IEAP/CAU,
Leibnizstr. 11, 24118 Kiel
In der kosmischen Strahlung, wie sie auf der Erde mit Neutronenmonitoren
registriert wird, sind systematische Anisotropien im Promillebereich
erkennbar. Die bekannteste ist die Ost-West-Anisotropie, verursacht
durch die Korotation des interplanetaren Magnetfeldes mit der
Sonne. Wir haben durch eine neue, sorgfältige Analyse gemessen, wie
diese Anisotropie im Rhythmus des rund elfjährigen solaren Aktivitdtszyklus
schwankt sowie daß es eine zweite Anisotropie gibt, die mit dem
doppelt so langen solarmagnetischen Zyklus variiert und etwa entlang
des interplanetaren Magnetfeldes ausgerichtet ist. Beider physikalische
Ursachen sind noch zu klären. In der Vergangenheit haben zwar verschiedene
Autoren nach diesen periodischen Anisotropiekomponenten in
Neutronenmonitordaten gesucht, sie bislang jedoch nie in der hier gezeigten
Klarheit identifizieren können. Wir erläutern unser Verfahren anhand
der Daten der Neutronenmonitore in Kiel, Climax, Huancayo und Potchefstroom.
EP 8.2 Mo 17:45 Foyer
X-ray spectral studies of the Local Bubble by shadowing the
darkest regions in the Milky Way — •Dieter Breitschwerdt 1,2 ,
Michael Freyberg 1 , Paulo Mendes 1 , and João Alves 3 — 1 MPI
für extraterrestrische Physik, Garching, Germany — 2 Institut für Astronomie,
Universität Wien, Austria — 3 ESO, Garching, Germany
The origin of the Local Bubble, which together with the Local Cloud
hosting the solar system is our cosmic habitat, is still uncertain. Current
EUV and X-ray observations favour a multi-supernova origin, with a possible
heliospheric contribution from charge exchange reactions with solar
wind ions. In order to disentangle the very local, the local and the more
distant soft X-ray emission, shadowing experiments towards high column
density molecular clouds at different distances and directions have proven
to be a very reliable tool. Of particular interest are the highest column
density absorbers, such as the Ophiuchus molecular cloud and the Bok
globule Barnard 68. We have successfully observed these targets recently
with the X-ray observatory XMM-Newton and have obtained both images
and spectra. We are now for the first time able to reliably analyze
the Local Bubble spectrum between 0.3 − 1.1 keV in these directions,
as well as obtaining spectral information on the Loop I superbubble. We
show that OVII and OVIII line complexes are present in all local spectra,
which is in serious disagreement with the standard model (local plasma
at 10 6 K). In this talk also possible heliospheric contributions to the soft
X-ray spectrum will be discussed.
EP 8.3 Mo 17:45 Foyer
Ein Modell zum Studium zeitlicher Variationen der 3D-
Struktur der Heliosphäre — •Thorsten Borrmann und Horst
Fichtner — Institut für Theoretische Physik IV, Ruhr-Universität
Bochum
Die Modellierung der großräumigen Struktur der Heliosphäre hat in
den letzten Jahren wesentlichen Fortschritt gemacht. Dennoch sind die
bisher entwickelten Modelle noch nicht in der Lage den Transport kosmischer
Strahlung konsistent und mit realistischem, in drei Dimensionen
anisotropen Diffusionsverhalten zu berücksichtigen. Unter Verwendung
moderner numerischer Methoden bzw. Algorithmen (Parallelrechnung,
Multigridverfahren) haben wir ein Modell entwickelt, welches eine solche
Verbesserung erlaubt. Im Beitrag werden das Modell und seine numerische
Realisierung vorgestellt, und erste quantitative Resultate diskutiert.
EP 8.4 Mo 17:45 Foyer
A kinetic control on the heliospheric interface dynamics —
•Hans Joerg Fahr 1 and Maciej Bzowski 2 — 1 Inst.f.Astrophysik
und Extraterrestrik, Universitaet Bonn, Auf dem Huegel 71, 53121 Bonn
— 2 Space Research Centre, Barticka 18 A, 000-716 Warsaw/Poland
The solar system moves relative to the ambient interstellar medium
thus giving rise to the counterflow of solar and inter stellar plasmas.
The resulting interface-flows are usually modelled using hydrodynamic
simulation codes consistently describing the hydrodynamic and thermodynamic
coupling of different interacting fluids e.g. like protons, H-atoms
and pick-up ions. The fluids are expected to be correctly described by
shifted Maxwellians, i.e. to be only defined by the lowest 3 velocity moments.
Here we show that this assumption is insuffi ciently fulfilled for
protons and H-atoms interacting by charge exchange. Using a Boltzmannkinetic
description for the distri bution functions of protons and H-atoms
coupled by charge exchange we can show that non-negligible deviations

Extraterrestrische Physik Montag
from shifted Max wellians are developing in the heliospheric interface
region both for protons and H-atoms. For the interpretation of innerheliospheric
measurements this has to be taken into account.
EP 8.5 Mo 17:45 Foyer
Constraints on the Heliospheric Magnetic Field Variation during
the Maunder Minimum from Cosmic Ray Modulation Modelling
— •Klaus Scherer 1 and Horst Fichtner 2 — 1 Institut für
Astrophysik und Extraterrestrische Forschung der Universität Bonn, Auf
dem Hügel 71, 53121 Bonn — 2 Institut für Theoretische Physik IV:
Weltraum- und Astrophysik, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum
Using a dynamic multifluid model of the global heliosphere (Bonn
model) we found, that the variation of the heliospheric interface and
the corresponding cosmic ray modulation can not be made responsible
for the increase of the mean cosmic ray flux during the Maunder Minimum.
This is because the diffusion coefficients of cosmic rays required
to simulate their flux increase need an “intrinsic” time variation, i.e. one
that can be attributed to the solar or heliospheric magnetic field, thus, to
the solar dynamo. Our study of the diffusion coefficients constrains the
decrease in the strength of the solar magnetic field during the Maunder
Minimum to about a factor of 4.
EP 8.6 Mo 17:45 Foyer
Ulysses COSPIN/KET observations of Jovian electrons in
the 3-dimensional heliosphere — •H. Kunow 1 , B. Heber 2 ,
R. Müller-Mellin 1 , G. Wibberenz 1 , H. Fichtner 3 , S. E. S.
Ferreira 4 , and M. S. Potgieter 4 — 1 IEAP CAU Kiel, 24118
Kiel, Germany — 2 FB Physik, Universität Osnabrück, Germany —
3 TP4, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany — 4 Unit for Space
Physics, Potchefstroom University, Potchefstroom, South Africa
One of the fundamental problems in modern astrophysics is the propagation
of cosmic rays in turbulent magnetic fields, which can be studied
by way of in-situ measurements of energetic particles in the heliosphere.
Measurements of 3-20 MeV electrons from 1990 to 2004 have been made
in the inner three-dimensional heliosphere by the Kiel Electron Telescope
(KET) onboard the Ulysses spacecraft. The Ulysses trajectory provides a
unique opportunity to study the propagation of these electrons in a wide
range of heliographic latitudes and during varying conditions. In order
to interpret these measurements, it is necessary to know their origin and
investigate their propagation, by using sophisticated particle propagation
models. Between 1 and 10 AU Jovian, solar and galactic particles contribute
to the few-MeV electron intensities. In this presentation we will
emphasize on the recent Ulysses KET results. At solar maximum Jovian
electrons could unambiguously be identified from heliographic latitudes
beyond 40 ◦ N and ∼10 AU from the planet, implying an efficient (latitude)
transport of these particles.
EP 8.7 Mo 17:45 Foyer
Properties of high heliolatitude solar energetic particle events:
Ulysses observations — •B. Heber 1 , A. Struminsky 2 , M.-B.
Kallenrode 1 , R. Müller-Mellin 3 , A. Klassen 3 , H. Kunow 3 ,
and A. Posner 4 — 1 FB Physik, Universität Osnabrück, Germany —
2 IZMIRAN, 142190 Troitsk, Moscow region, Russia — 3 IEAP CAU Kiel,
24118 Kiel, Germany — 4 SWRI, San Antonio, TX, USA
We analyze 10 large solar energetic particle events detected by the
Ulysses spacecraft at high heliolatitudes during the recent solar maximum
polar passes. The time intensity profiles from the Ulysses KET
instrument are compared with those measured by SOHO/COSTEP and
GOES near Earth. Surprisingly, the intensity of 50 ◦ , while the corresponding
intensity at Earth varies by several orders of magnitude. We find no correlation
of the Ulysses peak intensities and fluences with respect to the
flare location for the first two days. This implies: 1) nearly isotropic injection
to high heliolatitudes, and 2) similar propagation mechanismen
during the first two days of the event. We find that cross-field particle
transport but not the presence of a shock establishes near equal intensities
at Ulysses and in the ecliptic during the decay phase.
EP 8.8 Mo 17:45 Foyer
Evolution of the galactic cosmic ray electron to proton ratio:
Ulysses COSPIN/KET observations. — •R. Müller-Mellin 1 ,
B. Heber 2 , H. Kunow 1 , G. Wibberenz 1 , S. E. S. Ferreira 3 , and
M. S. Potgieter 3 for the KETPOTCH collaboration — 1 IEAP CAU
Kiel, 24118 Kiel, Germany — 2 FB Physik, Universität Osnabrück, Germany
— 3 Unit for Space Physics, Potchefstroom University, Potchefstroom,
South Africa
The on-going Ulysses mission provides a unique opportunity to study
the propagation and modulation of galactic cosmic rays (GCRs) in detail
in the three-dimensional heliosphere. The intensity of GCRs is modulated
as they traverse the turbulent magnetic field embedded in the solar
wind. These particles are scattered by irregularities in the interplanetary
magnetic field and undergo convection and adiabatic deceleration
in the expanding solar wind. The large-scale heliospheric magnetic field
leads to drifts of GCRs in the interplanetary medium. The time history
of electrons and protons is a suitable tool to investigate the importance
of drifts in heliospheric modulation. In late 2000, the electron to proton
ratio at rigidities of 1.2 GV and 2.5 GV was roughly the same as in the
previous solar maximum, when the solar magnetic field reversed from an
A < 0 to an A > 0-solar magnetic epoch, indicating that drifts are only
of minor importance at solar maximum. After late 2001 the ratio began
to increase again, leading to the conclusion that drifts are becoming increasingly
important again. We will discuss the Ulysses observations and
compare them with the IMP and ICE measurements in the 1980s, which
reveals a similar time profile.
EP 8.9 Mo 17:45 Foyer
X17/4B solar flare on 28 October 2003 — •A. Klassen 1 , H.
Kunow 1 , R. Müller-Mellin 1 , R. Wimmer-Schweingruber 1 ,
and G. Mann 2 — 1 IEAP CAU Kiel, 24118 Kiel, Germany —
2 Astrophysikalisches Institut Potsdam, 14482 Potsdam, Germany
The solar origin and release of near relativistic protons and electrons
during the X17/4B flare measured by the COSTEP/EPHIN experiment
on board the SOHO spacecraft is investigated. These measurements are
combined with ground and space based spectral radio data obtained by
the Tremsdorf spectrograph and the Waves/Wind instrument. Additionally
we use observations of the Ground Level Event (GLE) measured by
neutron monitors. We study the timing of the different phenomena occurring
during the flare in the solar corona with respect to the proton
and electron events measured near and on the Earth. Interpretation of
these results is discussed.
EP 8.10 Mo 17:45 Foyer
STRATIGRAPHY AND AGES OF VOLCANIC DOMES
IN THE HANSTEEN AND HELMET REGIONS ON THE
MOON — •Roland Wagner 1 , James W. Head III 2 , Ursula
Wolf 1 , and Gerhard Neukum 3 — 1 Institute of Planetary Research,
German Aerospace Center (DLR), Rutherfordstrasse 2, D-12489 Berlin,
Germany — 2 Dept. of Geol. Sciences, Brown Univ., Providence, RI,
USA — 3 Institut für Geowissenschaften, Freie Universität Berlin,
Malteserstrasse 74, D-12249 Berlin, Germany
The dominating volcanic process on the moon was the emplacement of
basaltic lava which formed the dark mare regions on the nearside. A spatially
less abundant volcanic process is associated with volcanic domes
formed by lava materials of higher silica content and much higher viscosity,
which are characterized by a high albedo, a strong absorption in the
UV (red spots), and also by a wide range of morphologies. (1) Photogeologic
mapping, (2) measuring crater frequencies on mapped units, and
(3) the application of an impact chronology model was used to put constraints
on the crustal evolution during lunar geologic history. Two areas
displaying volcanic domes were selected for this study: regions Hansteen
(≈ 11.5 o S, 50 o W), and Helmet ((≈ 16 o S, 30 o W). Photogeologic mapping
and measurements of crater frequencies were carried out on Lunar
Orbiter high-resolution frames. Results show that high-silica, highviscosity
volcanism was active during a period of about 3.8-3.9 Gyr and
was comparably short-lived while low-silica, low-viscosity mare basalts
were emplaced during a much more extended period of time (several 100
Myr).
EP 8.11 Mo 17:45 Foyer
Kaliumdichte und leuchtende Nachtwolken über Spitzbergen
und Kühlungsborn — •J. Lautenbach, J. Höffner und C.
Fricke-Begemann — IAP Kühlungsborn
Täglich dringen ca. 110 Tonnen kosmischen Materials in die Erdatmosphäre
ein. Diese extraterrestrischen Teilchen verglühen in der oberen
Atmosphäre, wobei auch Metalle wie z.B. Kalium freigesetzt werden.
Durch chemische Reaktionen in der Erdatmosphäre bilden sich permanente
Metallschichten zwischen 80 und 105 km aus. Leuchtende Nachtwolken
(NLCs) sind dünne Eiswolken die in ca. 84 km durch sehr kalte
Temperaturen gebildet werden. Sie werden schon seit über 100 Jahren in
polaren Breiten und ausschließlich im Sommer beobachtet.
Mit bodengebundenen Lidar-Geräten (light detection and ranging)
können vertikale Rückstreuprofile aufgenommen werden. Daraus lassen

Extraterrestrische Physik Montag
sich Stärken und Höhen von Metallschicht und NLC, sowie deren zeitliche
Veränderung bestimmen. Mit speziellen Filtern ausgerüstet, können diese
Geräte auch bei Tageslicht betrieben werden. Dadurch ist es möglich
geworden Kaliumdichten und NLCs auch im Polarsommer zu messen.
Das Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (Kühlungsborn) betreibt
das einzige mobile Kalium-Lidar, dass speziell zur Messung von Kaliumdichte,
Temperatur und NLC in diesem Höhenbereich entwickelt wurde.
Dieses Instrument wurde von 2001 bis 2003 auf der arktischen Insel Spitzbergen
(78 ◦ N) betrieben. Im Vergleich zu Messungen in Kühlungsborn
hat sich dabei gezeigt, dass NLCs in hohen Breiten häufiger zu beobachten
sind und die Unterkante der Metallschicht stark vom Auftreten der
NLC abhängig ist.
EP 8.12 Mo 17:45 Foyer
Dosimetrie im Weltraum — •Rudolf Beaujean 1 , Sönke Burmeister
1 und Günther Reitz 2 — 1 IEAP, CAU Kiel, 24118 Kiel,
BRD — 2 Flugmedizin, DLR Köln, 51147 Köln, BRD
Das Kieler Instrument DOSTEL wurde entwickelt zur Messung der
Strahlenexposition auf bemannten Weltraummissionen. Es basiert auf
zwei Silizium-Detektoren der Dicke 300 µm mit jeweils 6.93cm ( 2) Fläche
in einer Teleskop-Anordnung umd bestimmt die Energieabgabe ionisierender
Strahlung. Die Messungen liefern Teilchenraten, Dosisraten und
Energieverlustspektren, aus denen die für den Strahlenschutz relevanten
Äquivalenzdosisraten bestimmt werden. In den erdnahen Orbits konnten
die Beiträge aus der galaktischen Strahlung, dem inneren Strahlungsgürtel
im Bereich der südatlantischen Anomalie (SAA) und von
EP 9 Poster-2
zwei solaren Teilchenereignissen gemessen werden. Die Messungen erfolgten
jeweils hinter einer mittleren Abschirmung von 10−20g/cm ( 2) in
den Arbeitsbereichen der Astronauten. Ergebnisse von Einsätzen auf dem
NASA-Shuttle und den Orbitalstationen MIR und ISS werden diskutiert.
EP 8.13 Mo 17:45 Foyer
Ionenquelle zum Kalibrieren von Weltrauminstrumenten mit
thermischen und suprathermalen Ionen — •Michael Stalder,
Christiane Helmke, Lars Seimetz und Robert Wimmer-
Schweingruber — a: IEAP, Universität Kiel, Leibnizstrasse 11, 24118
Kiel
Die neue Ionenquelle soll alle Ionen, die im Sonnenwind gemessen werden
erzeugen, so dass sowohl mit den volatilen wie mit den refraktären
Elementen kalibriert werden kann. Angestrebt werden auch hohe Ladungszustände
wie Fe20+. Mit einer statischen Beschleunigung der Ionen
wird der Energiebereich 0.2keV/amu bis 200keV/amu abgedeckt. Die
Anlage wird so ausgelegt, dass die einzelnen Ladungszustände sauber
getrennt, und ein stabiler Betrieb erreicht wird. Eine besondere Herausforderung
stellt die Electron Cyclotron Resonance Ionen Quelle auf der
Hochspannungsplattform dar. Durch Simulationen und Messungen wollen
wir abklären, ob ein Dodekapol (12er Multipol) bei der Erzeugung
von hochgeladenen Ionen Vorteile gegenüber den gebräuchlichen Hexapolen
bringt. Vor- und Nachteile von den verschiedenen Magnetstrukturen
werden kurz diskutiert und die ersten Zwischenresultate präsentiert.
Zeit: Dienstag 17:45–19:30 Raum: Foyer
EP 9.1 Di 17:45 Foyer
Bildungsbedingungen und Oberflächencharakteristiken polygonaler
Bruchmusterstrukturen auf dem Mars — •Stephan van
Gasselt 1 , Dennis Reiss 2 und Gerhard Neukum 1 — 1 Institut für
Geologische Wissenschaften, Freie Universität Berlin — 2 Institut für Planetenforschung,
Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt, Berlin
Polygonale Bruchstrukturen, die morphologisch terrestrischen Eiskeilpolygonen
periglazialer Bildungsräume entsprechen, sind geographisch
auf dem Mars im südlichen Polargebiet und in Breiten von 30 ◦ Nord
bzw. Süd polwärts zu beobachten.
Vergleichbare Grössenverhältnisse, Form der Bruchmuster und
Vergesellschaftung mit morphologischen Hohlformen, die terrestrischen
Thermokarst-Senken ähneln, unterstützen die Theorie zur Bildung durch
thermische Kontraktion der oberen Schichten des Permafrost.
Ähnlich den terrestrischen Formen sind morphometrische Charakteristiken
der Bruchmuster abhängig von klimatischen und regionalgeomorphologischen
Einflüssen und massgeblich bestimmt durch die mechanischen
und kompositionellen Eigenschaften des Untergrundes.
Eine Charakterisierung der Bruchstrukturen konnte auf der Basis von
hochauflösendem Bildmaterial, Ergebnissen von in-situ Messungen und
mit thermalen Infrarot-Aufnahmen erfolgen.
Die jungen Oberflächen und die geringe Größe der Strukturen deuten
darauf hin, daß sie noch in der jüngsten Vergangenheit entstanden sein
könnten.
EP 9.2 Di 17:45 Foyer
Hat es auf dem Mars geregnet? — •Ralf Jaumann und Dennis
Reiss — Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luftund
Raumfahrt (DLR), Rutherfordstrasse 2, 12489, Berlin.
Die Oberfläche des Mars zeigt Erosionsspuren, die zum größten Teil
aus der Frühphase (4,4 Mrd. Jahre bis 3,6 Mrd. Jahren) der Marsentwicklung
stammen. In dieser Zeit waren die Erosionsraten um wenigstens
3 Größenordnungen höher als in nachfolgenden Epochen. Es ist
von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Erosions- und
damit auch der Klimageschichte des Mars welche Prozesse diese Verwitterung
und Materialverlagerung bewerkstelligt haben. Auf den ersten
Blick scheinen viele der alten Talsysteme durch Oberflächenabfluß
entstanden zu sein. Bei genauerer Beobachtung, und diese ist in zunehmendem
Maße durch immer höhere Auflösungen der am Mars operierenden
Kameras möglich, ergibt sich jedoch ein sehr differenziertes Bild
einer Erosion durch Oberflächenabfluß. Ist der Oberflächenabfluß durch
Regen/Schnee bedingt oder ist Grundwasseraustritt der entscheidende
Oberflächengestaltungsprozess? Von der Klärung dieser Frage hängt auch
ab, ob es signifikante Klimaänderungen in der Frühzeit des Mars gegeben
hat.
EP 9.3 Di 17:45 Foyer
The Stereo Mapping Performance of the HRSC in Mars Orbit
— •J. Oberst 1 , T. Roatsch 1 , B. Giese 1 , M. Wählisch 1 , F.
Scholten 1 , K. Gwinner 1 , K.-D. Matz 1 , E. Hauber 1 , H. Hoffmann
1 , R. Jaumann 1 , G. Neukum 2 , and HRSC Co-Investigator
Team 1 — 1 German Aerospace Center, Berlin — 2 Freie Universität Berlin
The ESA spacecraft Mars Express was successfully launched from
Baikonur on June 2, 2003, and is scheduled to begin its mapping of
Mars early next year (Neukum et al., this conference). The spacecraft is
equipped with HRSC (High-Resolution Stereo Camera), a multiple line
scanner operated in the pushbroom mode. The camera has nine CCD line
sensors for imaging at high resolution (10 m from an orbit pericenter of
250 km) in color, and in stereo. In addition, the SRC (Super Resolution
Channel) will obtain images at very high resolution (approx. 2 m/pixel).
HRSC has been specifically designed for 3-D-mapping of the planet with
high precision. Over the past 12 years, we have developed a comprehensive
system of software for processing, analysis, and interpretation of
HRSC three-line stereo images, an effort, which was carried out together
with external partners.
By the time of the conference, we expect to show sample photogrammetric
products, derived from HRSC images, and will present an assessment
of the camera’s potential for geoscientific mapping of the
planet’s different terrain types. We expect that the data products from
HRSC/SRC will stimulate major advancements in the geology and geophysics
of Mars.
EP 9.4 Di 17:45 Foyer
A New Inventory of Surface Faults on Mars — •C. Deuchler, J.
Oberst, M. Wählisch, and E. Hauber — German Aerospace Center,
Berlin-Adlershof
A MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) global shaded relief map
(1 km/pixel) was used to map tectonic surface faults on Mars and ultimately
to compile a uniform global set of fault data for the planet.
The MOLA topographic map was artificially illuminated from two different
directions, 90 degrees apart, to avoid any sampling bias by illumination
geometry. On this base the surface faults data was conveniently
extracted, stored, and analyzed. Thus, we collected a total set of 3642
thrust faults and 3746 normal faults.
A digitized version of the USGS geological map of Mars with assigned
surface ages from crater statistics enabled us to extract maximum surface
ages for each fault.

Extraterrestrische Physik Dienstag
Earlier catalogs of tectonic features were based on mapping of Viking
Orbiter images, where the illumination geometry had to be taken as is.
Therefore, while our data set includes less faults than previous ones,
it is globally more homogeneous than the previous catalogs of tectonic
features of Anderson et al., 2001 and Pounders et al., 2002 which were
compiled before the availability of MOLA data.
Our new inventory of tectonic surface features allows us to carry out a
variety of novel geologic studies. Specifically, we intend to use this digital
data base to generate synthetic Mars quake catalogs for studies of performances
of seismometer networks in the context of the Mars Netlander
mission.
EP 9.5 Di 17:45 Foyer
Mars Express Radio Science: erste Beobachtungen während
Cruise und im Marsorbit — •Martin Pätzold 1 , Bernd
Häusler 2 und MaRS Team 3 — 1 Institut für Geophysik und Meteorologie,
Universität zu Köln, Albertus-Magnus-Platz, 50923 Köln —
2 Institut für Raumfahrttechnik, Universität der Bundeswehr München,
85577 Neubiberg — 3 .
Mars Express wurde am 2.Juni 2003 erfolgreich gestartet und wird am
25.12.2003 in die Mars Umlaufbahn eingeschossen. Die Ziele des Mars Express
Orbiter Radio Science Experimentes sind die Radiosondierung der
Atmosphäre und Ionosphäre, die Ausmessung von Schwerefeldanomalien
und säsonaler Änderungen des Schwerefeldes, sowie die Charakterisierung
der dielektrischen Eigenschaften der Oberfläche durch ein bistatisches
Radarexperiment. Zur Abschätzung des Hintergrundrauschens der
Trägerfrequenzen und der Signallaufzeiten wurden ungefähr einen Monat
nach dem Start umfangreiche Messungen mit den Bodenstationen der
ESA in Australien und des NASA Deep Space Network durchgeführt.
Diese Ergebnisse werden zusammen mit weiteren Testmessungen im ersten
Marsorbit und den ersten Beobachtungen präsentiert.
EP 9.6 Di 17:45 Foyer
Plasma Composition of the Jovian Magnetosphere —
•Aikaterini Radioti 1 , Norbert Krupp 1 , Joachim Woch 1 ,
Andreas Lagg 1 und Karl-Heinz Glassmeier 2 — 1 Max-Planck-
Institut fuer Aeronomie, Max-Planck Str.2, 37191 Katlenburg-Lindau —
2 TU Braunschweig, Institut fuer Geophysik, Mendelssohn str.3, 38106,
Braunschweig
Galileo, as the first orbiting spacecraft around Jupiter, provides the
opportunity to study globally the plasma composition of the Jovian magnetosphere.
This enables to derive the relative importance of the various
sources and sinks of plasma and disentangle different acceleration
processes. Analyzing the data coming from the Energetic Particles Detector
onboard Galileo, we present relative ion abundance ratio maps
of S/O, S/He, O/He and H/He at various energy/nuc. A comparison of
the abundance ratios coming from Galileo and previous flyby missions
is presented.In average the S/O abundance ratio is distributed equally
throughout the magnetosphere decreasing slightly with radial distance,
which is in accordance with the iogenic origin of these ions.A pronounced
energy dependence found for He points to a strikingly different acceleration
process. Strong temporal and local timevariations are observed and
possible interpretations are addressed.
EP 9.7 Di 17:45 Foyer
Energetic electrons in the inner part of the Jovian magnetosphere
and their relation to auroral emissions — •Ana Teresa
Tomas 1 , Joachim Woch 1 , Norbert Krupp 1 , Andreas Lagg 1 , and
Karl-Heinz Glassmeier 2 — 1 Max-Planck-Institut für Aeronomie,
Max-Planck-Str. 2, D-37191 Katlenburg-Lindau — 2 TU Braunschweig,
Institut für Geophysik, Mendelssohnstr. 3, D-38106 Braunschweig
Recent studies of energetic particle parameters in the inner part of the
Jovian magnetosphere reveal pronounced changes in the electron pitch
angle distribution (PAD). Comparing Hubble Space Telescope observations
and the ionospheric footpoints of the PAD boundary, indicates a
good correlation with a belt of diffuse emissions equatorward of the main
auroral oval. Furthermore, the associated precipitation energy flux at the
boundary is compatible with the brightness range of these diffuse emissions.
An explanation for such a boundary is the enhanced scattering of
trapped particles towards smaller pitch angles, caused by wave-particle
interactions. We estimated the diffusion coefficient for pitch angle scattering
by whistler waves, to find that the conditions for strong pitch angle
diffusion are fulfilled. To better constrain physical processes originating
the PAD boundary, studies of the adiabatic invariants behavior compared
with predictions from current jovian models are developed.
EP 9.8 Di 17:45 Foyer
Cassini/Huygens at Saturn: Dust measurements before and
after orbit Insertion — •Ralf Srama, Nicolas Altobelli,
Eberhard Gruen, Sascha Kempf, Harald Krueger, and Georg
Moragas-Klostermeyer — MPI Kernphysik, Saupfecheckweg 1,
69117 Heidelberg
In July 2004, seven years after launch, the Cassini/Huygens spacecraft
will reach the Saturnian system. The Cosmic-Dust-Analyzer (CDA)
onboard Cassini/Huygens is an instrument to determine the micrometeoroid
properties like speed (1−100kms −1 ), mass (10 −15 −10 −9 g), electric
charge (1fC - 1pC) and elemental composition. The (CDA) was switched
on in 1999 and performed continuous measurements during cruise. The
instrument achieved unique measurements of the particles in this time
frame. It detected electric charges on dust particles, it discovered and
determined the interstellar dust flux inside 1 AU distance from the Sun,
and it recorded time-of-flight mass spectra of 10nm Jovian dust stream
particles. Now, shortly before Saturn orbit insertion, an overview will be
given about the former achievements and upcoming scientific measurements
during the four-year orbital tour.
EP 9.9 Di 17:45 Foyer
Impact on a comet surface: Rosetta Lander simulations —
•Martin Hilchenbach and Helmut Rosenbauer — Max-Planck-
Institut fuer Aeronomie, Katlenburg-Lindau
At the end of the year 2014 the Rosetta Lander will be ejected from
the Rosetta orbiter and, after a descent time of up to 1 hour, touch the
surface of 67P/Churyumov-Gerasimenko, the new Rosetta mission target.
The objective of the simulations of the landing on a comet is the
analysis and understanding of the dynamics of the Rosetta Lander on
impact on the comet surface. The Lander properties are known prior to
launch. The data on the comet surface are far less familiar and must be
described within an envelope covering a range of possible physical surface
parameters. The kinetic energy of the Lander is damped on impact and
the Lander must be secured on the comet surface. The 3-D simulations
are carried out in the frame of a multibody analysis and the positions,
velocities and applied and contrain forces are analysed. The new target
comet 67P/Churyumov-Gerasimenko is significantly larger than the former
target, 46P/Wirtanen, shifting the impact velocities to more than
twice the prior envisaged values.
EP 9.10 Di 17:45 Foyer
CLUSTER MULTIPOINT INVESTIGATION OF THE
SMALL SCALE MAGNETOPAUSE STRUCTURES —
•Evgeny Panov 1,2 , J. Buechner 2 , P. Daly 1 , K.H. Glassmeier 3 ,
A. Korth 1 , M. Franz 1 , B. Nikutovski 1 , S. Savin 2 , and L.M.
Zelenyi 2 — 1 Max Planck Institut fur Sonnensystemforschung,
Katlenburg-Lindau — 2 Space Research Institute of RAS, Moscow —
3 Technische Universit, Braunschweig
The penetration of Solar wind plasma and particles through the Earth
magnetopause is a crucial problem in the attempt to understand solarterrestrial
links and space weather phenomena. Since it occurs through a
thin plasma boundary, tangential or rotational discontinuity, the MHD
approach fails to describe the penetration mechanism. For understanding
the microphysics of penetration a high resolution and spatio-temporal
distinction of the main physical parameters is necessary, which can be
predicted by the CLUSTER mission. In our study of the small scale
magnetopause structure we use CLUSTER s/c multipoint in-situ measurements.
Magnetic field and particle observations allow to determine
the thickness and motion of the magnetopause applying the discontinuity
analyzer technique [Dunlop and A. Balogh, 2002]. We concentrate on
eight especially appropriate high- and mid-latitude magnetopause crossings.
As a result we found typical small-scale magnetopause properties
which now should be used as a starting point for consistent theoretical
studies and numerical simulations of magnetic reconnection and/or
percolation through the magnetopause.
EP 9.11 Di 17:45 Foyer
Vermeidung von Weltraummüll — •Carsten Wiedemann 1 , Michael
Oswald 1 , Jörg Bendisch 2 , Holger Sdunnus 3 und Peter
Vörsmann 1 — 1 Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme, Hermann-
Blenk-Str. 23, 38108 Braunschweig — 2 Aerodata AG, Hermann-Blenk-
Str. 36, 38108 Braunschweig — 3 eta max GmbH, Richard-Wagner-Str.
1, 38106 Braunschweig
Die steigende Anzahl von Weltraummüllobjekten stellt eine zunehmende
Risiko für Satelliten dar. In diesem Vortrag wird die langfris-

Extraterrestrische Physik Dienstag
tige Kostenentwicklung von Weltraummüllvermeidungsstrategien analysiert.
Verschiedene Vermeidungsszenarien werden definiert und miteinander
verglichen. Kostenmodelle für Satellitenschäden aufgrund von Objekteinschlägen
und Vermeidungsmaßnahmen werden dargestellt. Eine
Langzeitsimulation der Entwicklung der Weltraummüllumgebung unter
Einbindung eines zukünftigen Verkehrsmodells wurde für ein Zeitintervall
von 50 Jahren zwischen 2001 und 2051 durchgeführt. Diese Simulation
basiert auf der MASTER 2001 Population unter Verwendung eines
konservativen Modells für das orbitale Verkehrsaufkommen. Die Ausgabedaten
wurden mit den Kostenmodellen verknüpft. Die Simulationen
berücksichtigen verschiedene Vermeidungsszenarien, für die jeweils
Kosten-Nutzenanalysen durchgeführt wurden. Das Ergebnis dieser Untersuchung
ist, dass die langfristig gesehen effektivsten Vermeidungsmaßnahmen
in der Unterbindung von Explosionsereignissen und in der Vermeidung
des Austrittes von Schlackepartikeln aus Feststoffraketenmotoren
bestehen.
EP 9.12 Di 17:45 Foyer
Numerical Simulations of the Magnetospheric Interaction in
Extrasolar Planetary Systems — •Sabine Preusse 1 , Andreas
Kopp 1 , Jörg Büchner 1 , and Uwe Motschmann 2 — 1 Max-Planck-
Institut für Aeronomie — 2 Institut für Theoretische Physik, TU Braunschweig
Since 1995 approximately 120 extrasolar planets have been discovered.
In contrast to the solar system, with Mercury as the closest planet to
the Sun with a semi-major axis of 0.387 AU (∼ 83 R⊙), several extrasolar
planets are closer to their star by a factor of 10 and more (e.g.
OGLE-TR-56 b ∼ 5 R⋆). These extremely small distances put focus on
the star-planet interaction in a so far unknown parameter regime. This
allows for the possibility of a lot of new and even unexpected magnetic
interaction features. However, up to now, models for this kind of inter-
actions still lack numerical simulations.
Our goal is to derive a numerical magneto-hydrodynamical (MHD)
model in which magnetospheres of close-in extrasolar planets can be described
and the interaction of the stellar wind with the planet can be
modeled with realistic parameters. We will present the first results of
these simulations.
EP 9.13 Di 17:45 Foyer
Quasi-Perpendicular Shocks: Full Particle Simulation with Realistic
Ion to Electron Mass Ratio — •Manfred Scholer and
Shuichi Matsukiyo — Max-Planck-Inst. f. extraterrestrische Physik,
85741 Garching
We demonstrate that depending on the ion to electron mass ratio assumded
in full particle simulations of quasi-perpendicular shocks different
physics concerning ion and electron heating will result. One-dimensional
full particles electromagnetic simulations of a quasi-perpendicular shock
with the same Alfén Mach number MA, shock normal - magnetic field
angle ΘBn and ion and electron beta (particle to magnetic field pressure),
but with different ion to electron mass ratios will be presented.
The shock is nondispersive, i.e., MA (∼ 4.5) and ΘBn(87 ◦ ) are such that
no disperisve upstream whistler waves exist, and low ion and electron
beta (0.05) is investigated. At this low ion beta the shock periodically
reforms itself. However, whereas at unrealistically low mass ratios the
reformation is due to accumulation of specularly reflected particles at
the upstream edge of the foot, at the realistic mass ratio the modified
two-stream instability between the incoming solar wind ions and solar
wind electrons leads to ion phase mixing and thermalization. This results
eventually in shock reformation on the time scale of the inverse ion
gyrofrequency. At the lowest mass ratio (80) the Buneman instability occurs
between solar wind electrons and reflected ions, which is stabilized
at higher mass ratios.

Kurzzeitphysik Tagesübersichten
Hauptvorträge
KURZZEITPHYSIK (K)
Herr Dr. Andreas Görtler
TuiLaser AG
Industriestrasse 15
82110 Germering
E-Mail: andreas.goertler@tuilaser.com
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal A)
K I Di 10:30 (A) Gasentladungsbasierte Strahlungsquellen im extremen Ultraviolett,
Klaus Bergmann
K II Di 11:00 (A) Elektronenstrahlangeregte Ultraviolettlichtquellen, A. Ulrich, A. Görtler, A.
Hohla, G. Kornfeld, R. Krücken, A. Morozov, F. Mühlberger, J. Piel, R. Steinhübl,
J. Wieser, R. Zimmermann
K III Di 14:45 (A) Aufschluss und Abtötung biologischer Zellen mit Hilfe starker gepulster
elektrischer Felder, Hansjoachim Bluhm
K IV Mi 10:30 (A) Scheibenlaser - Ergebnisse und Skalierung, Adolf Giesen
K V Mi 11:00 (A) Ultrakurzpuls-Laserablation vorgespannter Oberflächenschichten als
Wirkungsmechanismus einer Silizium-Mikroaktorik zur hochgenauen Positionierung,
Gerd Eßer, Manfred Dirscherl
Fachsitzungen
K 1 Strahlungsquellen UV - VUV - EUV Di 11:30–12:30 A K 1.1–1.3
K 2 Pulsed-Power-Technik Di 15:45–17:05 A K 2.1–2.4
K 3 Lasersysteme und Laseranwendungen Mi 11:30–12:10 A K 3.1–3.2
K 4 Kurzzeit-Dynamik und -Diagnostik Mi 15:45–16:25 A K 4.1–4.2
K 5 Poster Kurzzeitphysik Mi 17:45–19:45 Foyer K 5.1–5.8
Mitgliederversammlung des Fachverbands Kurzzeitphysik
Di 12:30–13:00 A
Tagesordnung:
1) Tagung 2005 in Berlin
2) Tagung 2006
3) Sonstiges

Kurzzeitphysik Hauptvorträge
Hauptvortrag K I Di 10:30 A
Gasentladungsbasierte Strahlungsquellen im extremen Ultraviolett
— •Klaus Bergmann — Institut für Lasertechnik, Steinbachstr.
15, 52074 Aachen
Die Erzeugung von extrem ultravioletten Licht aus dichten, heissen
Plasmen aus einer Gasentladung wird seit vielen Jahrzehnten untersucht.
Getrieben durch die Aktivitäten der Halbleiterindustrie im Bereich der
extrem ultraviolett Lithographie ist allerdings erst in den letzten Jahren
ein enormer technologischer Fortschritt unter den Aspekten wie Lebensdauer,
mittlere Strahlungsleistung oder Wiederholfrequenz erzielt worden.
In diesem Vortrag wird der Entwicklungsstand von Quellen für den Einsatz
in der EUV-Lithographie vorgestellt, für die mittlere Strahlungsleistungen
im Kilowattbereich bei Frequenzen über 7 Kilohertz und Lebensdauern
über 10 10 Pulse gefordert werden. Ferner wird auf das Potenzial
für mögliche Anwendungen solcher Strahlungsquellen auch ausserhalb
des Einsatzes in der Halbleiterindustrie eingegangen.
Hauptvortrag K II Di 11:00 A
Elektronenstrahlangeregte Ultraviolettlichtquellen — •A. Ulrich
1 , A. Görtler 2 , A. Hohla 2 , G. Kornfeld 3 , R. Krücken 1 , A.
Morozov 1 , F. Mühlberger 4 , J. Piel 2 , R. Steinhübl 1,3 , J. Wieser
2 und R. Zimmermann 4,5,6 — 1 TU- München, Fak. f. Physik E12,
85748 Garching — 2 TuiLaser AG, 82110 Germering — 3 THALES Electron
Devices, 89077 Ulm — 4 GSF, Inst. f. Ökol. Chemie, 85764 Neuherberg
— 5 BIFA, 86167 Augsburg — 6 Univ. Augsburg, Inst. f. Physik,
86159 Augsburg
Die Lichtemission dichter Gase bei der Anregung mit Elektronenstrahlen
von typ. 15keV kann sowohl für grundlegende Studien in der Atomund
Molekülphysik als auch für neuartige Lichtquellen genutzt werden.
Die niedrige Teilchenenergie führt zu hohem Energieverlust der Elektronen
im Gas und damit zu kurzer Reichweite und hoher Leistungsdichte.
Technisch wurde dies durch die Verwendung sehr dünner (300nm) Keramikfolien
als Strahleintrittsfenster möglich. Die Lichtemission wird vom
optischen Zerfall der Excimermoleküle dominiert. Es wird diskutiert, welche
weiteren Emissionen durch Energietransferprozesse auf andere Gase
erreicht werden können. Eine weitere Zielsetzung ist es, Leistungsdichten
zu erzielen, die bis an die Grenzen heranreichen, bei denen die Excimerbildung
nicht mehr dominiert und das Gas durch die Elektronenstrahlanregung
in ein Plasma verwandelt wird.
Gefördert durch: BFS, DFG, MLL
Hauptvortrag K III Di 14:45 A
Aufschluss und Abtötung biologischer Zellen mit Hilfe starker
gepulster elektrischer Felder — •Hansjoachim Bluhm —
a: Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Hochleistungsimpuls- und
Mikrowellentechnik, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-
Leopoldshafen
Mit Hilfe starker gepulster elektrischer Felder können irreversible Poren
in den Membranen biologischer Zellen und ihrer Organellen induziert
werden. Dadurch kann es zum Ausfluss des Zytoplasmas und der Zellinhaltsstoffe
kommen. Die Methode kann daher sowohl zur effektiven
Gewinnung von Grundstoffen für die chemische, pharmazeutische und
Nahrungsmittelindustrie als auch zur Abtötung von Mikroorganismen in
Hauptvorträge
aquatischen Systemen angewendet werden. Bei der ersten Anwendung
können nicht nur die Ausbeuten an Nähr- und Rohstoffen erhöht werden,
sondern auch die Produktreinheit verbessert und die Verfahrensund
Energiekosten gesenkt werden. Die zweite Anwendung vermeidet unerwünschte
Nebeneffekte, die häufig bei chemischen Desinfektionsverfahren
auftreten.
In dem Beitrag werden die biophysikalischen Vorgänge, die zur Permeabilisierung
der Zellmembranen führen, beschrieben, die Hochleistungsimpulsgeneratoren
vorgestellt, die für den großtechnischen Einsatz dieser
Verfahren notwendig sind, sowie der Stand der Entwicklung und noch zu
bewältigende Probleme diskutiert.
Hauptvortrag K IV Mi 10:30 A
Scheibenlaser - Ergebnisse und Skalierung — •Adolf Giesen —
Institut für Strahlwerkzeuge, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 43,
70569 Stuttgart
In diesem Beitrag werden die Ergebnisse zum Scheibenlaser zusammenfassend
dargestellt. Dabei werden die aktuellen Ergebnisse für Dauerstrichlaser,
Q-switched Laser und Ultrakurzpulsverstärker eingehend
erörtert. Anhand des Designs werden die prinzipiellen Ideen des Scheibenlasers
erläutert und die Vorteile für den Bau von Hochleistungslasern
abgeleitet. Weiterhin werden die Skalierungsgesetze diskutiert, die zeigen,
dass mehr als 10 kW Leistung aus einer einzigen Scheibe im Dauerstrich-
Betrieb extrahiert werden können. Die extrahierbare Pulsenergie aus einer
Scheibe kann mehr als 1 J betragen. Im zweiten Teil des Vortrags
wird die Übertragung des Konzeptes auf Halbleiterstrukturen diskutiert.
Erste Ergebnisse zeigen, dass sich durch optisch gepumpte Halbleiterscheibenlaser
Grundmodeleistungen von mehr als 10 W mit hohem Wirkungsgrad
erreichen lassen. Durch Frequenzverdopplung lässt sich damit
auch der gesamte sichtbare Spektralbereich mit hoher Leistung erreichen.
Am Ende des Beitrags werden eine kurze Übersicht über den Stand der
industriellen Realisierung des Scheibenlasers sowie einige Anwendungsbeispiele
stehen.
Hauptvortrag K V Mi 11:00 A
Ultrakurzpuls-Laserablation vorgespannter Oberflächenschichten
als Wirkungsmechanismus einer Silizium-
Mikroaktorik zur hochgenauen Positionierung — •Gerd Eßer
und Manfred Dirscherl — Bayerisches Laserzentrum gGmbH,
Konrad-Zuse-Str. 2-6, 91054 Erlangen
Die Funktion mikromechanischer und mikrooptischer Baugruppen
muss oftmals durch hochgenaue Positionierung einzelner optischer,
mechanischer oder elektronischer Komponenten sichergestellt werden.
Taktile und thermisch basierte Justierverfahren stoßen aufgrund
von Toleranzproblemen und Rückfederungseffekten bereits bei
Größenordnungen von ca. 1µm an ihre Grenzen.
Deshalb wird derzeit das laserbasierte Justierverfahren NOTILA
(Non-thermal Impact Laser Adjustment) entwickelt, dessen Grundmechanismus
auf der kalten Laserstrahlablation vorgespannter Oberflächenschichten
basiert. Mit Hilfe dieser Technik werden durch Beschichtungen
elastisch vorgespannte Siliziumaktoren stufenweise entspannt und
somit geringste Lageänderungen realisiert. Der Beitrag geht auf die Interaktion
ultrakurzer Laserpulse mit Materie ein und erläutert den Wirkungsmechanismus
des Justierverfahrens anhand eines elastostatischen
Modells. Erste experimentelle Ergebnisse werden ebenfalls vorgestellt.

Kurzzeitphysik Dienstag
Fachsitzungen
– Kurzvorträge und Posterbeiträge –
K 1 Strahlungsquellen UV - VUV - EUV
Zeit: Dienstag 10:30–12:30 Raum: A
K 1.3 Di 11:30 A
Untersuchungen zur Dynamik einer Pseudofunkenentladung
in einem niederinduktiven Entladekreis — •Rainer Bischoff
und Klaus Frank — Physikalisches Institut I, Universität Erlangen-
Nürnberg, Erwin-Rommel-Str. 1, 91058 Erlangen
Die Pseudofunkenentladung ist eine stromstarke Niederdruckentladung,
die auf dem linken Ast der sogenannten Paschenkurve angesiedelt
ist und sich durch einen spezielle Hohlelektrodengeometrie auszeichnet.
Charakteristisch für den Pseudofunken ist ein komplexer, noch nicht
komplett verstandener, Verlauf der Entladung mit mehreren Phasen,
der erheblich vom externen elektrischen Kreis und dem Triggerverfahren
abhängt. Eine neue Anwendung dieser Entladeform ist der Einsatz
als Quelle intensiver EUV-Strahlung für die Lithographie.
Vorgestellt werden neue Experimente an einem speziellen, niederinduktiven
Entladekreis (L = 24nF), mit Entladeströmen I von bis zu
14kA und Stromanstiegsraten ˙ I von bis zu 3 · 1011 A/s bei variablem
Druck. Das Arbeitsgas ist Xenon. Der Einfluss eines dielektrischen Triggersystems
auf die Vorentladungsphase wurde untersucht. Messungen der
elektrischen Parameter des Entladekreises und des zeitlichen Elektronenstrahlprofils
zeigen Prozesse des Stromabreissens (Quenching) und Pinchen
während der Hochstromphase der Entladung.
Diese Arbeit wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF), Projekt 13N8132
K 1.4 Di 11:50 A
Vacuum ultraviolet emission from microhollow cathode discharges
by applying nanosecond voltage pulses — •Byung-
Joon Lee 1 , Leopold D. Biborosch 2 , Isfried Petzenhauser 1 ,
and Klaus Frank 1 — 1 Physics Department 1, University of Erlangen-
Nuremberg — 2 Al.I.Cuza University of Iasi, Romania
Microhollow cathode discharges (MHCD) are high-pressure, nonequilibrium
gas discharges that can be operated up to atmospheric pres-
K 2 Pulsed-Power-Technik
sure. A typical MHCD setup consists of two 100 µm thick electrodes
which are separated by an insulator of similar thickness. A bore hole was
drilled through the MHCD by laser or mechanical drill with a diameter
in the range of 100 µm. Recently, MHCDs are intensively investigated as
VUV emission sources in rare gases and rare gas-halides. In our experiments
argon and xenon are used as working gases. It has been shown
that the efficiency of the VUV emission in pulsed mode decreases with
the pulse duration. Therefore we use nanosecond voltage pulses and superimposition
of nanosecond voltage pulses on a d.c. MHCD. The d.c. is
used to preionize the gas in the MHCD. The efficiencies of both setups
will be compared and discussed.
K 1.5 Di 12:10 A
Untersuchungen zur Verwirklichung von XUV Lasern in laserinduzierten
Lithium und Molybdän Plasmen — •M. Born 1 , S.
Passinger 1 , V. Vorontsov 1 , B. N. Chichkov 2 und B. Wellegehausen
1 — 1 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten
1, 30167 Hannover — 2 Laserzentrum Hannover e.V.
Zur Realisierung von XUV Lasern mit Festkörper Materialien werden
zwei Laser verwendet. Ein Nanosekunden Nd:YAG Laserpuls wird auf
den Festkörper fokussiert (I ∼ 10 10 Wcm −2 ) und generiert eine niedrig
ionisierte Plasmawolke. Ein kurzer intensiver Laserpuls (0.1-3 ps,
I ∼ 10 16 Wcm −2 ) wechselwirkt nach einer kurzen Verzögerungszeit mit
der Plasmawolke und erzeugt ein hochionisiertes Plasma. Bei der Expansion
und Abkühlung dieses Plasmas kann durch Elektronenstossanregung
oder durch Rekombination eine Inversion entstehen.
Es wird über zeitaufgelöste spektroskopische Untersuchungen an Li 2+ ,
Mo 14+ und weiteren Plasmen zur Optimierung der Anregungs- und Emissionsbedingungen
berichtet. In Li 2+ wird Verstärkung durch Rekombination
auf dem 3d → 2p Übergang bei 72.9 nm angestrebt, in Mo 14+ soll
ein Elektronenstoss-gepumpter Laser bei 18.9 nm reproduziert werden.[1]
[1] T. Osaki et al., Phys. Rev. Lett. 89, 253902 (2002)
Zeit: Dienstag 14:45–17:05 Raum: A
K 2.2 Di 15:45 A
Investigations on a High Pressure Spark at very small
Electrode Distance — •Hasibur Rahaman 1 , Jürgen Urban 2 ,
Robert Stark 2 , Geoff Staines 2 , Jürgen Bohl 2 , and Klaus
Frank 1 — 1 Physics Department I, University of Erlangen-Nuremberg,
Erwin-Rommel-Straße 1, 91058 Erlangen — 2 Diehl Munitionssyteme
GmbH & Co. KG, Fischbachstr. 16, 90552 Röthenbach a.d. Pegnitz
The development of repetitive fast closing switches is of growing interest
in many fields of application. A simple spark gap switch has been
designed and built in order to investigate the switching behaviour of a
high pressure spark gap at very small electrode distance. The switch is
operated in environmental air at atmospheric pressure. Moderate voltages
up to several kilo volts have been applied at the electrodes and
the electrode gap distance has been varied between 100 micrometers up
to 500 micrometers. We have studied the breakdown characteristics of
the spark discharge, current rise time and pulse duration dependent on
various parameters. Discharge modes which have been observed during
spark gap operation will be discussed. Further experiments have been
performed in a sealed test chamber. First results using various discharge
gases at various pressures will be presented.
K 2.3 Di 16:05 A
Durch Hochenergieimpulsentladung erzeugter Schall als Werkzeug
zum Aufschluss für Kompositmaterialien. — •H. Leps, G.
Wollenberg und H.-P. Scheibe — Institut für Grundlagen der Elektrotechnik
und Elektromagnetische Verträglichkeit; Postfach 4120; 39016
Magdeburg
Beim Aufschluss von Kompositmaterialien mittels Leistungsschallimpulsfolgen
besteht die Aufgabe, Impulse ausreichenden Energieinhaltes in
kurzen Zeitabständen zu wiederholen. Weiter ist es für einen selektiven
Aufschluss notwendig die Zerkleinerungswirkung des Leistungsschallimpulses
so zu beeinflussen, dass die Ausgangssieblinie des Kompositmaterials
erkennbar wird. Dies ist durch die gezielte Gestaltung des Entladekreises
als auch durch den Aufbau des Entladungsraumes möglich. Die
dazu durchgeführten Versuche werden vorgestellt und diskutiert.
K 2.4 Di 16:25 A
Einfluss der Peakingkreisinduktivität in Excimerlasern —
•Claus Strowitzki und Stefan Falk — TuiLaser AG, Industriestr.
15, 82110 Germering
Die Induktivität des Peakingkreises liegt bei Excimerlasern im Bereich
von 8 nH. Durch die sehr niedrige Entladungsimpedanz von 0,5 Ohm ist
die elektrische Anpassung zwischen Peakingkreis und Entladung nicht
optimal.Durch Verbesserungen im Aufbau kann man die Peakingkreisinduktivität
auf 1nH reduzieren. Es werden Simulationen und Messungen
von Entladungsströmen bei verschiedenen Peakingkreisinduktivitäten gezeigt.

Kurzzeitphysik Dienstag
Es zeigt sich, dass bei einer Peakingkreisinduktivität von 1 nH eine
fast optimale Energieeinkoppelung in die Entladung erreicht wird.
K 2.5 Di 16:45 A
Bipolare Siliziumhöchstleistungshalbleiterbauelemente für Pulsed
Power - Anwendungen, Grenzen und Ausblick — •Richard
Keller 1 , Hr. Kellner-Werdehausen 1 , Hr. Niedernostheide 2 ,
Hr. Przybilla 1 und Hr. Schulze 2 — 1 eupec GmbH, Max-Planck-
Str. 5, D-59581 Warstein — 2 Infineon AG
Fa. eupec fertigt seit Jahren bipolare Hochleistungshalbleiter, die sich
durch geeignete Anpassungen zum Einsatz in Pulsed Power Anwendungen
eignen. Das gilt vor allem für lichtzündbare Thyristoren (LTTs) bis 8
kV und soft recovery Dioden bis 9 kV, die zum eupec Produktspektrum
gehören.
K 3 Lasersysteme und Laseranwendungen
In Entwicklung befinden sich 13 kV LTTs und Dioden. Damit stösst man,
nach unserer Meinung, an die Grenzen der mit Grundmaterial Silizium
realisierbaren Sperrfähigkeit, da die Grunddotierung bei der notwendigen
grossen Waferdicke extrem niedrig ist. Entsprechende Anpassungen
vorausgesetzt, ist dies ein deutlicher Schritt in Richtung Reduktion der
Reihenschaltzahlen bei hohen Spannungen, wie sie für viele Pulsed Power
Applikationen signifikant sind.
Im Anschuss findet ab 17:15 Uhr ein Treffen der Mitglieder des Deutschen
Chapters IEEE Nuclear and Plasma Science NPSS statt. Gäste
sind willkommen.
Zeit: Mittwoch 10:30–12:10 Raum: A
K 3.3 Mi 11:30 A
Microscopic mechanisms of femtosecond laser ablation from
transparent dielectrics — •Florenta Costache 1 , Matthias
Henyk 2 , and Jürgen Reif 1 — 1 LS Experimentalphysik II, Brandenburgische
Technische Universität Cottbus and JointLab IHP/BTU
Cottbus, Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany — 2 Pacific
Northwest National Laboratory, PO Box 999, Richland, WA 99352,
USA
The emission of electrons, positive and negative ions from dielectric
targets (Al2O3, BaF2, CaF2, NaCl) upon irradiation with sub-ablationthreshold
100-fs-laser-pulses shows a strong correlation between multiphoton
ionisation and positive ion emission. This implies a Coulomb explosion
of positive charges at high kinetic energies at the order of tens
eV, which, for a limited range of laser intensities, appears to be the principal
mechanism of material removal. At higher laser intensity or upon
accumulation of many laser pulses, the ions’ kinetic energy decreases to
nearly thermal values. At the same time, the total rate of ablation occurs
to grow much stronger than that of ion emission, which starts to saturate.
This behaviour is suggested to be a result of the occurrence of hot
electrons and a fast lattice thermalization. Additionally, under these conditions
we observe the onset of an intense ablation plasma plume and a
K 4 Kurzzeit-Dynamik und -Diagnostik
delayed emission of negative ions. Different morphological features were
investigated by ex-situ optical, atomic force (AFM), and electron microscopy.
The near-thermal ablation onset appears to be correlated with
both the intensity and the number of pulses.
K 3.4 Mi 11:50 A
Anregung von Metallen mit ultrakurzen Laserpulsen —
•Bärbel Rethfeld — Institut für Experimentelle Physik, Universität
Duisburg–Essen, D-45117 Essen
Bei der Absorption eines ultrakurzen Laserpulses im Metall werden
zunächst nur die freien Elektronen angeregt. Dies führt zu einem Nichtgleichgewicht
zwischen Elektronen und Phononen, dem mit der Beschreibung
im Zweitemperaturmodell Rechnung getragen werden kann. Außerdem
kann das Elektronengas selbst auf Subpikosekunden–Zeitskalen
stark von einer Fermiverteilung abweichen, was sowohl die Wärmeleitung
als auch die Elektron–Phonon Kopplung beeinflussen kann. Mit Hife einer
kinetischen Beschreibung sowie des Zweitemperaturmodells werden in
diesem Beitrag die Nichtgleichgewichtseffekte auf ultrakurzen Zeitskalen
und ihre Auswirkungen bei der Laseranregung von Metallen aufgezeigt
und untersucht.
Zeit: Mittwoch 15:45–16:25 Raum: A
K 4.1 Mi 15:45 A
Kurzzeitkinematographie mit digitaler Kameratechnik —
•Rüdiger Schmitt und Manfred Hugenschmidt — Deutsch-
Französisches Forschungsinstitut Saint-Louis (ISL), Postfach 1260,
79574 Weil am Rhein
Aufgrund der schnellen Entwicklung neuer Kameras und dem Einsatz
moderner Busarchitekturen bei besserem Preis-Leistungsverhältnis
werden bei der Diagnostik schneller Vorgänge vermehrt digitale Kameras
anstelle analoger Kamerasysteme eingesetzt. Es sind hierbei immer
höhere räumliche Auflösungen möglich, die bei Kameras der Spitzenklasse
bereits an das Auflösungsvermögen von klassischen Filmen
heranreichen. Neben schnelleren Busarchitekturen, die höhere Bilddatenübertragungsraten
erlauben, ermöglicht die CMOS-Technologie die
gezielte Beeinflussung der Dynamikkennlinie.
Neben den Auswahlkriterien von digitalen Kameras für einen Einsatz
in der Kurzzeitdiagnostik und der Hochgeschwindigkeitskinematographie
werden am ISL bestehende Aufbauten und durchgeführte Untersuchungen
zum Verhalten von digitalen Kameras vorgestellt.
K 4.2 Mi 16:05 A
Untersuchung des Ladungstransfers in TTF-CA mittels zeitaufgelöster
Röntgenbeugung — •Jav Davaasambuu, Gerhard Busse
und Simone Techert — MPI für biophysikalische Chemie, Am Fassberg
11, 37077 Götttingen
Tetrathiafulvalen-p-chloranil(TTF-CA) ist ein viel untersuchtes System
für den Ladungstransfer und die lichtinduzierte Phasenumwandlung
von neutraler zur ionischen Phase. Der Ladungstransfer in TTF-CA ist
bisher noch nicht eindeutig erklärt.
Durch Laseranregung ist ein Ladungstransfer zwischen TTF- und CA-
Molekülen möglich. Der Ladungstransfer führt zu einer Änderung des
Strukturfaktors von Bragg-Reflexen. Die Strukturfaktoren und die TTFund
CA- Anteile in Strukturfaktoren wurden für einige Bragg-Reflexe separat
berechnet. Für manche Reflexe sind der TTF-Anteil (z.B. für den
(440) Reflex 97%) oder der CA-Anteil (für den (004) Reflex 96%) dominierend.
Es ist somit möglich, durch das Beugungsexperiment den intermolekularen
Ladungstransfer zwischen Donor- und Akzeptor- Molekülen
zu bestimmen.
Deshalb wurden die zeitaufgelösten Messungen am Messplatz ID09 des
ESRF für den TTF-CA Einkristall durchgeführt. Der Einkristall wurde
durch einen Femtosekunden-Laser mit der Wellenlänge 266nm und mit
der Leistung PLaser = 1mW angeregt und mit 50ps langer Röntgenpulsen
abgefragt.
Durch die Anregung nimmt die Intensität des (150)-Reflexes wegen des
Elektronentransfers von TTF- zu den CA- Molekülen ab.Die Lebensdauer
der angeregten Zustände ist kürzer als 100ps.

Kurzzeitphysik Mittwoch
K 5 Poster Kurzzeitphysik
Zeit: Mittwoch 17:45–19:45 Raum: Foyer
K 5.1 Mi 17:45 Foyer
Frequenzskalierung einer EUV-Quelle auf Basis einer Pseudofunkenentladung
— •Oliver Rosier 1 , Klaus Bergmann 2 , Willi
Neff 2 , Rolf Wester 2 , Rolf Apetz 3 , Jeroen Jonkers 3 und Joseph
Pankert 3 — 1 Lehrstuhl für Lasertechnik, 52074 Aachen, Germany,
Steinbachstr. 15 — 2 Fraunhofer Institut für Lasertechnik, 52074 Aachen,
Germany, Steinbachstr. 15 — 3 Philips Extreme UV GmbH, 52074
Aachen, Germany, Steinbachstr. 15
Die extrem ultraviolett Lithographie (EUVL) gilt als das aussichtsreichste
Konzept für die Erzeugung von Halbleiterstrukturen auf der 10
Nanometerskala. Quellen für die EUV-Lithographie müssen Anforderungen
z.B. an die emittierte Leistung, die Lebensdauer und die Repetitionsrate
(> 7kHz) erfüllen. Die von uns entwickelte EUV-Quelle ist ein
hohlkathoden-getriggertes (HCT) Pinchplasma auf Basis der Pseudofunkenentladung.
Durch eine Hochstromentladung (I ∼ 10kA) wird in einer
Xenonatmosphäre (pXe ≃ 10Pa) zwischen zwei Elektroden ein Plasmakanal
gezündet. Durch die Kompression des Plasmakanals im Eigenmagnetfeld
werden Temperaturen und Dichten (Te ≃ 20eV, ne ≃ 10 18 cm −3 )
erzeugt, die für die Emission von EUV-Strahlung notwendig sind. Um
wiederholt Spannung an die Elektroden anlegen zu können, muß der
Bereich zwischen den Elektroden nach einer Entladung durch Rekombinationsprozesse
wieder hochohmig werden. Die Zeitskala auf der diese
Prozesse stattfinden bestimmen die erreichbare Repetitionsrate. Es wird
diskutiert welche Prozesse die Rekombination bestimmen, und daraus
abgeleitet wie die Repetitionsrate erhöht werden kann.
Die Arbeit wurde gefördert durch das BMBF (Projekt-Nr. 13N8132).
K 5.2 Mi 17:45 Foyer
Die Pseudofunkenentladung - Untersuchungen zur Optimierung
des Einsatzes als Strahlungsquelle im EUV-Spektralbereich —
•Rainer Bischoff und Klaus Frank — Physikalisches Institut I,
Universität Erlangen-Nürnberg, Erwin-Rommel-Str.1, 91058 Erlangen
Die sogenannte Lithographie der nächsten Generation benötigt
intensive EUV-Strahlungsquellen bei einer Wellenlänge λ = 13.5nm.
Ein vielversprechendes Konzept einer gasentladungsbasierten EUV-
Strahlungsquelle basiert auf dem Prinzip der Pseudofunkenentladung.
Unter Einsatz von Xenon als Arbeitsgas erfolgt eine breitbandige
Emission von EUV-Strahlung im Spektralbereich von 10 bis 18nm,
dominiert vom Xe XI 4d−5d Übergang bei der geforderten Wellenlänge.
Diskutiert wird der Einfluß der elektrischen Kenngrößen (Strom I,
Stromanstiegsrate I), ˙ des Elektrodenmaterials (Mo, Cu und CuW-
Legierungen), von Arbeitsdruck und Triggerprinzip auf die Dynamik der
Pseudofunkenentladung und somit auf die EUV-Erzeugung.
Diese Arbeit wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF), Projekt 13N8132
K 5.3 Mi 17:45 Foyer
Vakuum-UV-Spektren von einer Kapillarentladung in Neon —
•Lothar Michel und Wolfgang Seelig — Institut für Angewandte
Physik, TU Darmstadt, Schlossgartenstr. 7
Es wurden zeitintegrierte Spektren einer Kapillarentladung in Neon im
Bereich von 6 nm bis 80 nm registriert. Die emittierten Linien reichen
von NeV (kohlenstoffähnlich) bis NeVIII (lithium- ähnlich), wobei die
NeVIII-Linien mit der höchsten Intensität emittiert werden. Die Emission
einiger Linien wurde auch zeitauf- gelöst mit einer gepulsten Kanalplatte
und anschließender CCD- Kamera untersucht. Die Ergebnisse, auch in
Bezug auf die Plasma- parameter der Entladung, werden präsentiert.
K 5.4 Mi 17:45 Foyer
Investigations on Charge Exchange XUV-laser schemes —
•V. A. Vorontsov 1 , I. F. Shaikhislamov 2 , M. Born 1 , B. N.
Chichkov 3 , and B. Wellegehausen 1 — 1 Institut für Quantenoptik,
Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover — 2 Institute of
Laser Physics, Novosibirsk — 3 Laserzentrum Hannover e.V.
Charge-exchange pumping as possible mechanism for XUV-lasing is
investigated. For basic studies the well-known reaction C 4+ + H →
C 3+ + H + has been chosen. C 4+ ions are produced by fs-laser ablation
of a carbon target. The ablation plasma interacts with a pulsed gas jet
close to the target. The experimental setup allows to study the process
at high densities (above 10 16 cm −3 ) of the particles which is necessary for
XUV lasing purposes. Spectra of the plasma and time resolved studies of
the emission from specific lines, with and without interacting gas, bear
strong evidence for selective charge-exchange pumping. Close to the target,
an increase of line intensities from C 3+ (n=3 to n=2) by more than 3
times is observed [1]. Of specific interest is the reaction C 5+ + H → C 5+
(n=3) +H + . The emission of C 5+ (3p-2s) at 18.2 nm is well known for
recombination lasing [2]. Also in this case an enhancement of the line intensity
is obtained. Attempts to measure gain by variation of the plasma
length will be reported.
[1] V. A. Vorontsov et al., J. Phys. B 36, 3865 (2003)
[2] S. Suckewer et al., Phys. Rev. Lett. 55, 1753 (1985)
K 5.5 Mi 17:45 Foyer
Technik und Parameter elektronenstrahlangeregter Ultraviolettlichtquellen
— •J. Wieser 1 , A. Görtler 1 , A. Hohla 1 , G.
Kornfeld 2 , R. Krücken 3 , A. Morozov 3 , F. Mühlberger 4 , J.
Piel 1 , R. Steinhübl 3,2 , A. Ulrich 3 und R. Zimmermann 4,5,6 —
1 TuiLaser AG, 82110 Germering — 2 THALES Electron Devices, 89077
Ulm — 3 TU- München, Fak. f. Physik E12, 85748 Garching — 4 GSF,
Inst. f. Ökol. Chemie, 85764 Neuherberg — 5 BIFA, 86167 Augsburg —
6 Univ. Augsburg, Inst. f. Physik, 86159 Augsburg
Die Anregung dichter Gase (typ. 1 bis 4bar) mit niederenergetischen
(typ. 15keV) Elektronenstrahlen ermöglicht die Entwicklung neuartiger
Ultraviolett- Excimerlichtquellen. Diese können mit Strahlpulsen bis herab
in den Nanosekundenbereich oder auch völlig kontinuierlich betrieben
werden. Durch die intensive Wechselwirkung niederenergetischer Elektronen
mit dem Gas ergeben sich hoch-brillante Quellen mit Ausdehnungen
des leuchtenden Volumens im Millimeterbereich und darunter. Die
Einkoppelung der Elektronenstrahlen erfolgt durch 300nm dünne Keramikmembranen.
Die Technologie dieser Membranen, ihre Druckfestigkeit,
sowie eine neuartige Technik zur Strahlungskühlung wird vorgestellt. Für
die Lichtquellen wurde eine spezielle, sehr kompakte Elektronenkanone
entwickelt und getestet. Das Material der Gaszelle, sowie die Art der Anregung
erlauben hohe Gasreinheit und somit hohe Lichtausbeute. Es wird
gezeigt, welche Parameter und Emissionsspektren sich bei den Lichtquellen
durch unterschiedliche Gase bzw. Gasmischungen realisieren lassen.
Gefördert durch: BFS, DFG, MLL
K 5.6 Mi 17:45 Foyer
Femtosecond Laser-Induced Breakdown in Fluorides - Comparison
of Single-Shot and Multi-Shot Ablation Thresholds —
•Sebastian Eckert 1 , Florenta Costache 1,2 , Phillippe Martin 3 ,
Alexandre Semerok 4 , Olivier Gobert 3 , and Jürgen Reif 1,2 —
1 LS Experimentalphysik II, Brandenburgische Technische Universität
Cottbus, Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany — 2 JointLab
IHP/BTU Cottbus, Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany —
3 CEA Saclay, DSM/DRECAM/SPAM, 91191 Gif sur Yvette Cédex,
France — 4 CEA Saclay, DPE/SPCP/LSLA, 91191 Gif sur Yvette Cédex,
France
Single-shot ablation thresholds from single crystalline targets of BaF2
and CaF2, irradiated under high vacuum by 50-100-fs laser pulses at 800
nm and 400 nm, respectively, are measured and compared to multi-shot
ablation thresholds at significantly lower laser intensity. We investigate
and compare crater diameter, depth and ablated volume using an optical
profilometer and atomic force microscope inspection.
Previous studies [1], indicate that the actual damage occurs through
the relaxation from a highly non-equilibrium state. While at lower intensity,
in the multi-shot regime, the basic mechanism was shown to be pure
Coulomb explosion of an electrostatically charged surface, at increasing
laser intensity, a threshold can be assigned for the onset of a phase explosion.
The single and multi-shot threshold measurements indicate the
impact on the surface breakdown of the two different regimes.
[1] J. Reif, F. Costache, M. Henyk, S.V. Pandelov: Appl. Surf. Sci.
197-198, 891 - 895 (2002).
K 5.7 Mi 17:45 Foyer
A model study of molecular isomerization induced by half-cycle
and few-cycle infrared pulses — •Christoph Uiberacker and
Werner Jakubetz — Institut für theoretische Chemie und Molekulare
Strukturbiologie, Universität Wien, Währingerstrasse 17, 1090 Wien,
Austria

Kurzzeitphysik Mittwoch
Using 550 previously calculated vibrational energy levels and dipole
moments we performed simulations of the HCN→HNC isomerization dynamics
in strong ultrashort laser fields. In the model calculations we used
gaussian pulses with 0.5, 1 and 2 optical cycles in the halfwidth. We find
that isomerization proceeds via a pump-dump-like mechanism induced
by sequential lobes of the pulse, where intermediately many delocalized
states are involved. With decreasing number of optical cycles a strong
dependence on the carrier envelope phase emerges, while the frequency
dependence decreases. For the optimized CEP and pulse length, or frequency,
isomerization probabilities of about 45% are obtained using a
single few-cycle pulse. In addition by varying system parameters like initial
state and number of levels we tried to identify general properties of
the dynamics. In this way we were able to build a simple model which
describes the successful laser pulse.
K 5.8 Mi 17:45 Foyer
Schalter für schnelle Injektions-/Extraktionskicker — •Isfried
Petzenhauser und Klaus Frank — Physikalisches Institut I,
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Für eine neue Generation von schnellen Injektions-/Extraktionskickermagneten
für Synchrotrons wird ein pulsformendes Netzwerk (PFN) für
lange Pulsdauern (> 12 µs) mit kleiner Dämpfung benötigt. Dabei sind
hohe Spannungen (> 100 kV) und hohe Ströme (> 10 kA) zu schalten.
Es kommen verschiedene Gasentladungs- und Halbleiterschalter für diese
Anwendung in Frage. Neben teuren Halbleiterschaltsystemen und Thyratrons,
die im ” Stand-by“-Betrieb vergleichsweise viel Leistung aufnehmen,
stellen Pseudofunkenschalter eine interessante Alternative für diesen
Anwendungsbereich dar. Mögliche Schalterkonzepte sollen diskutiert
und Vor- und Nachteile dieser Schaltertypen verglichen werden. Pseudofunkenschalter
für Spannungen über 100 kV wurden bisher zwar nicht
getestet, aber die Erfahrungen mit Schaltern bis 65 kV zeigen, da derartige
Schalter mit realistischem Aufwand zu bauen sind.
Diese Arbeit wird unterstützt von der Gesellschaft fur Schwerionenforschung
(GSI), Projekt ER293F+E

Plasmaphysik Tagesübersichten
Hauptvorträge
PLASMAPHYSIK (P)
Dr. Kai Grassie
Philips Semiconductors
Georg-Heyken-Str. 1
D21147 Hamburg
E-Mail: kai.grassie@philips.com
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsäle D und H)
P I Mo 15:45 (Hörsaal D) Kaskaden, Selbstorganisation und Struktur magnetohydrodynamischer
Turbulenz, Wolf-Christian Müller
P II Mo 16:15 (Hörsaal D) Bestimmung von Plasmaparametern mittels optischer Spektroskopie an
Atomstrahlen, B. Schweer, Das TEXTOR Team
P III Di 10:30 (Hörsaal D) Plasma-facing Materials in Fusion Devices, Harald Bolt
P IV Di 11:00 (Hörsaal D) ASDEX Upgrade and JET - a European Step Ladder to ITER, Jörg Stober,
ASDEX Upgrade Team, EFDA-JET collaborators
P V Di 10:30 (Hörsaal H) Strukturbildung und Schichtdeposition in Reaktiven Plasmen,
Achim von Keudell
P VI Di 11:00 (Hörsaal H) Complex Plasmas, Uwe Konopka, Milenko Rubin-zuzic, Hubertus M. Thomas,
Gregor E. Morfill
P VII Di 14:45 (Hörsaal D) Erste Ergebnisse mit dem Dynamischen Ergodischen Divertor am Tokamak
TEXTOR, Bernhard Unterberg, das TEXTOR- Team
P VIII Di 14:45 (Hörsaal H) Emissionsspektroskopie an molekularen Niederdruckplasmen, Ursel Fantz
P IX Mi 10:30 (Hörsaal D) Elektron-Zyklotron-Wellen, Heinrich Laqua, Volker Erckmann, Nikolai Marushchenko,
Henning Maßberg, Walter Kasparek
P X Mi 11:00 (Hörsaal D) Plasmarandphysik, Ralf Schneider
P XI Mi 10:30 (Hörsaal H) Relaxationsverhalten dichter Laserplasmen ∗ , D.O. Gericke
P XII Mi 11:00 (Hörsaal H) Wasserstoff unter extremen Bedingungen, Ronald Redmer, Hauke Juranek,
Volker Schwarz
P XIII Mi 14:45 (Hörsaal D) Hochgeladene Ionen in EBIT, Rainer Radtke, Christoph Biedermann, Gerd
Fussmann
P XIV Mi 14:45 (Hörsaal H) Atmosphärische Plasmen zur Oberflächenmodifizierung, Rüdiger Foest
P XV Do 10:30 (Hörsaal D) Turbulenz in magnetisierten Hochtemperaturplasmen, Frank Jenko
P XVI Do 11:00 (Hörsaal D) Plasmaturbulenz im einfach magnetisierten Torus (SMT), Franko Greiner,
Dietmar Block, Alexander Piel
P XVII Do 10:30 (Hörsaal H) Diagnostik an Niederdruck-Xe-Lampen, Hartmut Lange
P XVIII Do 11:00 (Hörsaal H) Kinetische Modellierung anisothermer Plasmen, Detlef Loffhagen
Fachsitzungen
P 3 Postersitzung: Niedertemperaturplasmen Plasma- Mo 17:45–19:30 Foyer P 3.1–3.29
P 5
technologie I, Diagnostische Methoden I
Magnetischer Einschluss I Di 11:30–12:30 Hörsaal D P 5.1–5.3
P 6 Staubige Plasmen I Di 11:30–12:30 Hörsaal H P 6.1–6.3
P 8 Plasma-Wand-Wechselwirkung I Di 15:45–17:05 Hörsaal D P 8.1–8.4
P 9 Diagnostische Methoden II Di 15:45–17:25 Hörsaal H P 9.1–9.5

Plasmaphysik Tagesübersichten
P 10 Postersitzung: Niedertemperaturplasmen Plasma- Di 17:45–19:30 Foyer P 10.1–10.34
technologie II, Staubige Plasmen II, Magnetischer
Einschluss II
P 12 Plasma-Wand-Wechselwirkung
Probleme Theorie I
II, Grundlegende Mi 11:30–12:30 Hörsaal D P 12.1–12.3
P 13 Schwerionen- Laserplasmen I, Dichte Plasmen I Mi 11:30–12:30 Hörsaal H P 13.1–13.3
P 15 Diagnostische Methoden IV Mi 15:45–17:05 Hörsaal D P 15.1–15.4
P 16 Niedertemperaturplasmen Plasmatechnologie III Mi 15:45–17:45 Hörsaal H P 16.1–16.6
P 17 Postersitzung: Plasma-Wand-Wechselwirkung III, Mi 17:45–19:30 Foyer P 17.1–17.33
P 19
Grundlegende Probleme Theorie II, Schwerionen- Laserplasmen
II, Dichte Plasmen II
Magnetischer Einschluss III Do 11:30–12:30 Hörsaal D P 19.1–19.3
P 20 Diagnostische Methoden V, Niedertemperaturplasmen
Plasmatechnologie IV
Do 11:30–12:30 Hörsaal H P 20.1–20.3
Mitgliederversammlung des Fachverbands Plasmaphysik
Mi 12:30–13:30 Hörsaal D
Fachverband Plasmaphysik

Plasmaphysik Hauptvorträge
Hauptvortrag P I Mo 15:45 Hörsaal D
Kaskaden, Selbstorganisation und Struktur magnetohydrodynamischer
Turbulenz — •Wolf-Christian Müller — Max-
Planck-Institut für Plasmaphysik, 85748 Garching b. München
Die numerische Simulation turbulenter Plasmen im Rahmen der resistiven
Magnetohydrodynamik stellt ein wichtiges Hilfsmittel zur Identifizierung
universeller Eigenschaften dieses Strömungszustands dar, der von
großer Bedeutung für die Dynamik vieler astrophysikalischer und technischer
Systeme ist. Das Zusammenspiel von Simulation und Theorie wird
anhand von statistischen und topologischen Aspekten der Turbulenz beschrieben.
Speziell die Ähnlichkeitseigenschaften der Zweipunkt-Statistik
von Geschwindigkeits- und Magnetfeld sowie die räumlich intermittente
Verteilung dissipativer Strukturen können mit Hilfe von Intermittenzund
statistischen Modellen in Verbindung mit fundamentalen dynamischen
Prozessen gebracht werden, die zur nichtlinearen Umverteilung von
Energie oder der Selbstorganisation der turbulenten Felder führen.
Hauptvortrag P II Mo 16:15 Hörsaal D
Bestimmung von Plasmaparametern mittels optischer Spektroskopie
an Atomstrahlen — •B. Schweer und Das TEXTOR
Team — Institut für Plasmaphysik, FZ Jülich, EURATOM-Association,
TEC, 52425 Jülich, Germany
Die Untersuchungen von Hochtemperaturplasmen erfordern die Kenntnis
der lokalen Plasmaparameter, wie z. B. Temperatur, Dichte oder
kollektive Bewegung (Rotation), mit hoher räumlicher und zeitlicher
Auflösung. Der Einsatz von Atomstrahlen als ,,Plasmasonde“ für diese
Aufgabe hat sich als eine sehr leistungsfähige Methode bewährt. Neben
den leistungsstarken Atomstrahlen, die man auch zur Plasmaheizung
einsetzt, sind die reinen Diagnostikstrahlen (H, He, Li) mit geringer
Divergenz und moderater Leistung von besonderem Interesse. Die
Eindringtiefe der Atome (Messbereich) in das Plasma wird durch ihre
Geschwindigkeit und Ionisationsenergie bestimmt. Die Wechselwirkung
der Atome mit dem Plasma führt zur Anregung der injizierten Teilchen
oder zu Ladungsaustauschreaktionen mit den Plasmaionen in angeregte
niedrigere Ladungszustände. In beiden Prozessen entstehen charakteristische
Linienstrahlungen, aus deren Beobachtung die interessierenden
Plasmaparameter abgeleitet werden. Dazu ist allerdings eine hinreichend
gute Kenntnis der relevanten atomaren Daten nötig. Darüber hinaus liegt
in vielen Fällen auch kein Strahlungsgleichgewicht vor, so dass ein Stoß-
Strahlungsmodell entwickelt werden muss. Bei der Bereitstellung von atomaren
Daten wie z.B. Ratenkoeffizienten für Anregung, Ionisation und
Ladungsaustausch sowie Übergangswahrscheinlichkeiten spielt die Kooperation
mit den Labors in den Universitäten eine entscheidende Rolle.
Hauptvortrag P III Di 10:30 Hörsaal D
Plasma-facing Materials in Fusion Devices — •Harald Bolt —
Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik, Boltzmannstrasse 2, D 85748
Garching
To conceive and develop suitable materials for the plasma-facing components
of fusion reactors is a major endeavour on the way towards
economic fusion power production. During operation the plasma facing
materials have to fulfil very complex and sometimes contradicting requirements
which have to be reconciled by materials engineering. These
requirements span from plasma compatibility, low erosion and the related
long lifetime, controllable tritium inventory, thermomechanical stability
and good heat transfer properties to stability under neutron irradiation
and, possibly, to low neutron activation. At present, tungsten shows the
highest promise as plasma-facing material. Experiments in the ASDEX
Upgrade tokamak indicate that plasma operation is feasible with walls
and divertor surfaces mostly covered with tungsten. Calculations of the
erosion lifetime indicate that continued reactor operation for several years
may be possible. Thick tungsten coatings have been deposited by plasma
spraying on ferritic-martensitic steel and show good adhesion and stability.
Alloying of tungsten with plasma compatible elements may intermit
the runaway oxidation under accidental air ingress. Work on nanocrystalline
tungsten is being launched to improve the mechanical properties
under neutron irradiation which is especially important for designs, where
tungsten has also to fulfil structural functions.
Hauptvorträge
Hauptvortrag P IV Di 11:00 Hörsaal D
ASDEX Upgrade and JET - a European Step Ladder to ITER —
•Jörg Stober 1 , ASDEX Upgrade Team 1 , and EFDA-JET collaborators
2 — 1 Max-Planck Institut für Plasmaphysik, Garching —
2 JET, Culham-Science-Centre, Abingdon, UK
The physics relevant for the international experimental fusion reactor
ITER is assessed comparing existing devices of different size to extrapolate
to the larger size of ITER and to test the size scalings deduced from
theory. The uncertainties of the extrapolation are significantly reduced, if
the magnetic configuration is very close to ITER as it is the case for the
two tokamaks ASDEX Upgrade (AUG) and JET. The ratio of the linear
dimensions in AUG:JET:ITER is roughly 1:2:4. Comparative studies on
various fields have been done to find the correct dependence of the observed
phenomena on the relevant dimensionless parameters which determine
the physics. Some of these studies are detailed in the talk: the onset
conditions for specific magnetic islands (NTMs) which short-circuit the
magnetic confinement is an example for the determination of the important
term in the theoretical description. The shape dependence of confinement
is a rather empirical observation on both machines which triggered
combined effort on the documentation of the plasma edge. Starting from
a wind-tunnel approach the hybrid-scenario of AUG, which combines the
advantages of a good H-mode with an optimized magnetic shear profile
has recently been found at JET. So far less successfull is the search for
the type-II ELMy H-mode in JET which allows to steady the power flux
on the divertor in AUG, as it is necessary for ITER. The physics behind
this difference is still under investigation.
Hauptvortrag P V Di 10:30 Hörsaal H
Strukturbildung und Schichtdeposition in Reaktiven Plasmen
— •Achim von Keudell — Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum
Reaktive Plasmen sind ein einzigartiges Werkzeug um neuartige Materialien
zu synthetisieren oder Nano-Strukturen an einer Festkörper Oberfläche
zu realisieren. Die Entwicklung dieser Plasma-Prozesse erfolgt in
der Regel empirisch, da die maßgeblichen Elementarprozesse im Plasmavolumen
und an den umgebenden Oberflächen nur ungenügend bekannt
sind. Allerdings ist es in den letzten Jahren gelungen einige dieser Prozesse
quantitativ zu untersuchen und belastbare Modelle zu deren Beschreibung
zu entwickeln. Auf dieser Basis können jetzt Plasma-Prozesse
gezielter gesteuert werden. Als Beispiele wird die Plasmachemie gepulster
Plasmen, die chemische Zerstäubung, die plasma-induzierte Oberflächenaktivierung
und die Cluster-Bildung diskutiert. All diese Mechanismen
haben weitreichende Bedeutung in der Plasmatechnik aber sind
auch wichtig für den Randbereich hei¨ser Fusionsplasmen.
Hauptvortrag P VI Di 11:00 Hörsaal H
Complex Plasmas — •Uwe Konopka, Milenko Rubin-zuzic, Hubertus
M. Thomas, and Gregor E. Morfill — Centre for Interdisciplinary
Plasma Science, Max-Planck-Institut für extraterrestrische
Physik, Giessenbachstrasse, 85741 Garching
Microspheres that are injected into a plasma environment charge up
due to electron and ion collection. Because of the strong, confining electric
sheath fields at the plasma boundaries and due to the inter-particle
Coulomb-repulsion, large, locally homogeneous particle clouds can be
built up. For sufficiently high cloud densities the plasma behavior is
dominated by the strong particle coupling. These system we call “complex
plasma” in analogy to complex fluids. Low frequency perturbations,
waves, instabilities or regular structure formation of the microspheres
can arise. These effects are studied in many ground based as well as
in micro gravity experiments like PKE-Nefedov, a micro gravity experiment
aboard the International Space Station. Recently, a flow instability
looking similar to a turbulent flow have been observed on its kinetic fundamental
scale, rising the question, if complex plasmas might even be
used as a model system for nano-flow behavior.

Plasmaphysik Hauptvorträge
Hauptvortrag P VII Di 14:45 Hörsaal D
Erste Ergebnisse mit dem Dynamischen Ergodischen Divertor
am Tokamak TEXTOR — •Bernhard Unterberg und das
TEXTOR- Team — Institut für Plasmaphysik, Forschungszentrum
Jülich GmbH Ass. EURATOM- FZ-Jülich, D-52425 Jülich
Der Dynamische Ergodische Divertor (DED) ist am Tokamak TEX-
TOR in Betrieb genommen worden mit dem Ziel, sein Potenzial zur
Kontrolle der Energie- und Teilchenabfuhr aus magnetisch eingeschlossenen
Fusionsplasmen und den Einfluss stochastischer Magnetfelder auf
die Plasmarandschicht zu untersuchen. Eine neu- und einzigartige Eigenschaft
des DED ist dabei die Möglichkeit, das magnetische Störfeld mit
Frequenzen bis zu 10 kHz rotieren zu lassen, wodurch eine Kontrolle der
Plasmarotation und MHD- Moden erwartet wird.
Der DED besteht aus 16 helikal auf der Innenseite des Torus angebrachten
Spulen, die eine resonante magnetische Störung der q = 3
Fläche erlauben. Die Verschaltung der Spulen ermöglicht dabei Modenzahlen
m/n=12/4, 6/2 und 3/1. Es bilden sich eine ergodische Zone mit
überlappenden magnetischen Inseln und großen Verbindungslängen der
magnetischen Feldlinien zur inneren Wand und ein helikaler Divertor aus
(eine laminare Zone mit kurzen Verbindungslängen), dessen Fußpunkte
parallel zu den mit Divertorkacheln aus Graphit bedeckten Spulen liegen.
Die ersten Experimente mit dem DED zielten auf die Charakerisierung
des helikalen Divertors und der damit verbundenen Änderung der Randschichtstruktur
ab. Die Umverteilung der Teilchen- und Wärmeflüsse auf
die innere Wand entspricht den auf der Basis der vorhergesagten magnetischen
Topologie erwarteten Divertorstrukturen.
Hauptvortrag P VIII Di 14:45 Hörsaal H
Emissionsspektroskopie an molekularen Niederdruckplasmen —
•Ursel Fantz — Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Universität
Augsburg, 86135 Augsburg
Die optische Emissionsspektroskopie ist eine der leistungsstärksten
Diagnostikmethoden zur Bestimmung einer Vielzahl von Plasmaparametern
in molekularen Niederdruckplasmen (Gastemperatur, Vibrationsbesetzung
im Grundzustand, Teilchendichte, Elektronendichte und
Elektronentemperatur). Anhand des einfachsten Molekülgases Wasserstoff
werden Beispiele zur Anwendung dieser Methode an verschiedenen
Entladungen gezeigt. So lässt sich aus der Molekülstrahlung die Rotationsbesetzung,
die Vibrationsbesetzung und die Gesamtbesetzung elektronischer
Niveaus bestimmen. Zusammen mit einem Besetzungsmodell
(Stoss-Strahlungsmodell) für Moleküle lassen sich daraus die Plasmaparameter
ermitteln. Aus atomaren Linien ergibt sich der Dissoziationsgrad
des Plasmas, wobei die optische Dicke von Resonanzlinien berücksichtigt
werden muss. Für komplexere Molekülgase wie Kohlenwasserstoffe kann
die Strahlung von Radikalen zur Teilchendichtebestimmung verwendet
werden. So korreliert die Strahlung der CH und C2 Radikale mit den
Teilchendichten von CH4 und C2Hy. Neben Volumenprozessen können
mit dieser Diagnostikmethode auch Untersuchungen zur Plasma–Wand–
Wechselwirkung durchgeführt werden, so z.B. zum Einfluss von verschiedenen
Wandmaterialien auf die Vibrationsbesetzung der Moleküle und
den Dissoziationsgrad des Plasmas.
Hauptvortrag P IX Mi 10:30 Hörsaal D
Elektron-Zyklotron-Wellen — •Heinrich Laqua 1 , Volker
Erckmann 1 , Nikolai Marushchenko 1 , Henning Maßberg 1 und
Walter Kasparek 2 — 1 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
Euratom Assoc., Wendelsteinstr.1, 17491 Greifswald — 2 Institut für
Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569
Stuttgart
Das relativ einfache System eines Elektronengases im Magnetfeld
führt zu einer Vielzahl von ausbreitungsfähigen Wellen. Diese sogenannten
Elektron-Zyklotron-Wellen (EC-Wellen) finden vielfältige Anwendungen
in der Plasmaphysik. Sie werden zur Plasmaheizung, der
Elektron-Zyklotron-Resonanz-Heizung (ECRH), und für unterschiedliche
Plasmadiagnostiken eingesetzt. Beispielhaft aufgezählt seien hier die EC-
Emission, die Mikrowelleninteferometrie, die Reflektometrie, die Polarimetrie
und die Mikrowellenstreuung. Einen Großteil ihrer Eigenschaften
ergibt schon sich aus der Dispersionrelation für EC-Wellen in der sogenannten
kalten Plasmanäherung. Bei Berücksichtigung der Eigenbewegung
der Elektronen, in der heißen Plasmanäherung, tauchen neue physikalische
Phänomene, wie die Zyklotrondämpfung und elektrostatische
Wellen, auf. Bei höheren Temperaturen müssen auch relativistische Effekte
berücksichtigt werden. Speziell bei der ECRH mit hoher Leistung wird
durch die resonante Wechselwikung im Phasenraum die Verteilungsfunk-
tion der Elektronen verzerrt, was zu Phänomenen, wie den nichtinduktiv
erzeugten Plasmastrom führt. Eine noch höhere Leistungsdichte führt zu
nichtlinearen Effekten.
Hauptvortrag P X Mi 11:00 Hörsaal D
Plasmarandphysik — •Ralf Schneider — Max-Planck-Institut für
Plasmaphysik, EURATOM Association, 17491 Greifswald
Die Wechselwirkung des Plasmas mit der Wand definiert sowohl in
magnetischen Fusionsplasmen als auch in Niedertemperaturplasmen eine
Vielzahl von Effekten: Atome und Moleküle werden durch das Plasma aus
der Wand ausgelöst und bestimmen ihrerseits die Plasmacharakteristik.
Im Vortrag werden beispielhaft sowohl die Plasma-Wand Wechselwirkung
als auch der Plasmatransport auf verschiedenen Längenskalen diskutiert
sowie mögliche theoretische Modelle für eine konsistente Beschreibung
behandelt. Viele Fragestellungen der Plasma-Wand-Wechselwirkung in
magnetischen Fusionsplasmen lassen sich durch Modellsysteme in Niedertemperaturplasmen
behandeln und erlauben verbesserten Einblick in
die Physik.
Hauptvortrag P XI Mi 10:30 Hörsaal H
Relaxationsverhalten dichter Laserplasmen ∗ — •D.O. Gericke
— Plasma Theory Group, Theoretical Division, Los Alamos National
Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA
Die Wechselwirkung intensiver Kurzpuls-Laser mit Materie erzeugt
Plasmen in extremen Nichtgleichgewichtszuständen. Die anschließende
Relaxation kann häufig in vier Stadien unterteilt werden: i) die Relaxation
der Elektronen und damit verbunden der Aufbau der Abschirmung;
ii) die Ausbildung des Ionisationsgleichgewichtes; iii) der Aufbau von Ion-
Ion Korrelationen; iv) die Angleichung von Ionen- und Elektronentemperatur.
In diesem Beitrag wird der Einfluß der Nichtidealität dichter, stark
gekoppelter Plasmen auf das Relaxationsverhalten diskutiert, wobei der
Fokus auf den letzten beiden der genannten Stadien liegt.
Der Aufbau von Korrelationen führt oft zu einer erheblichen Erhöhung
der Temperatur. Besonders eindrucksvoll ist dieser Effekt in ultra-kalten
Plasmen, wo er zu einem Anstieg der Ionentemperatur um mehrere
Größenordnungen führt. Der Korrelationsaufbau ist jedoch auch für “normale”
Laserplasmen von Bedeutung, da dadurch der Ausgangszustand
für den nachfolgenden Prozeß der Temperaturrelaxation festgelegt wird.
In diesem letzten Stadium kann ebenfalls ein starker Einfluß der Korrelationsenergie
auf die Relaxation dichter laser- und shock-erzeugter Plasmen
festgestellt werden. Weiterhin wird gezeigt, wie in diesen Plasmen
der Energietransfer zwischen Ionen und Elektronen durch starke Stöße
sowie entartete Elektronen modifiziert wird.
∗ funded by the U.S. Department of Energy (contract:
W-7405-ENG-36)
Hauptvortrag P XII Mi 11:00 Hörsaal H
Wasserstoff unter extremen Bedingungen — •Ronald Redmer,
Hauke Juranek und Volker Schwarz — Univ. Rostock, FB Physik,
18051 Rostock
Das Verhalten von Wasserstoff unter extremen Bedingungen von Dichte
und Temperatur wird zur Modellierung von großen Planeten wie
etwa Jupiter oder der zahlreichen, neu entdeckten extrasolaren Planeten
benötigt. Auch die Simulation von geplanten Experimenten zur
Trägheitsfusion verlangt die genaue Kenntnis der Materialdaten unter
extremen Bedingungen. Neben der Zustandsgleichung sind auch die
Leitfähigkeiten von Interesse, um den bei hohen Drücken im Megabar-
Bereich auftretenden Nichtmetall-Metall-Übergang zu verstehen. Im Vortrag
werden verschiedene theoretische Zugänge (chemisches und physikalisches
Bild, Simulationen) diskutiert und die entsprechenden Ergebnisse
mit den experimentellen Resultaten verglichen. Die konsistente Behandlung
des gekoppelten Dissoziations-Ionisationsgleichgewichts ist von zentraler
Bedeutung. Der prinzipielle Verlauf des Phasendiagramms von Materie
unter hohem Druck wird diskutiert.
Hauptvortrag P XIII Mi 14:45 Hörsaal D
Hochgeladene Ionen in EBIT — •Rainer Radtke, Christoph
Biedermann und Gerd Fussmann — Institut für Physik der
Humboldt-Universität zu Berlin, Lehrstuhl Plasmaphysik, Newtonstraße
15, 12489 Berlin und Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Bereich
Plasmadiagnostik, EURATOM Association
Hochgeladene Ionen sind als Konstituenten von Fusions- und Laserplasmen
sowie von astrophysikalischen Objekten wie Nebel, Kometen
und Sternatmosphären von großer Bedeutung. Für die Untersuchung
derartiger Ionen bietet die Elektronenstrahl-Ionenfalle EBIT exzellente

Plasmaphysik Hauptvorträge
Möglichkeiten, da mit ihr praktisch jedes beliebige Atom in entsprechend
hohe Ladungszustände überführt und unter kontrollierten Bedingungen
analysiert werden kann. Im Vortrag wird das EBIT-Prinzip erläutert und
auf die fundamentalen Eigenschaften hochgeladener Ionen eingegangen.
Darüber hinaus wird ein Überblick über das Berliner EBIT-Projekt gegeben.
Exemplarisch werden atomphysikalische Untersuchungen und Studien
zum Einschluß der Ionen in der Falle sowie spektroskopische Messungen
im Röntgen- und EUV-Bereich mit fusionsrelevantem Hintergrund
vorgestellt.
Hauptvortrag P XIV Mi 14:45 Hörsaal H
Atmosphärische Plasmen zur Oberflächenmodifizierung —
•Rüdiger Foest — Institut für Niedertemperatur-Plasmaphysik
Greifswald, Jahnstr.19, 17489 Greifswald
Oberflächentechnologien mit Hilfe von Niedertemperaturplasmen haben
im Laufe der letzten Jahrzehnte weite Verbreitung in unterschiedlichen
Anwendungsbereichen gefunden. Die Ausweitung auf anisotherme
Normaldruckverfahren ist wegen der Einsparung von kostspieliger Vakuumtechnik
und vereinfachter Integration in technologische Abläufe sehr
aktuell und wird zur Oberflächenfunktionalisierung bereits industriell genutzt.
Reinigungs- und Beschichtungsprozesse befinden sich derzeit in der
Entwicklung.
Es werden unterschiedliche Konfigurationen vorgestellt, wie Mikrohohlkathodenentladung,
Kapillarentladung, mikrowellenangeregter Plasmajet
und Koronaentladung. Den Schwerpunkt bildet die dielektrisch behinderte
Entladung (DBE), insbesondere ihre homogene Form. Am Beispiel
von experimentellen Untersuchungen einer 100 kHz DBE in He mit
Zumischungen von Si-organischen Dämpfen wird eine Anwendung zum
Zwecke des Korrosionsschutzes von Aluminiumblechen diskutiert. Abschließend
erfolgt eine Gegenüberstellung der Potentiale und Chancen der
verschiedenen Entladungsformen hinsichtlich der atmosphärischen Oberflächenbehandlung.
Hauptvortrag P XV Do 10:30 Hörsaal D
Turbulenz in magnetisierten Hochtemperaturplasmen
— •Frank Jenko — Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
EURATOM-Association, D-85478 Garching
Der englische Physiker Sir Horace Lamb, Autor eines Standardwerks
zur Hydrodynamik, schrieb einst: ” Ich bin jetzt ein alter Mann, und wenn
ich sterbe und in den Himmel komme, dann hoffe ich auf Erleuchtung
in zwei Dingen. Das erste ist die Quantenelektrodynamik, das zweite die
turbulente Strömung von Fluiden. Was das erste angeht, bin ich ziemlich
optimistisch.“ Damit brachte er zum Ausdruck, dass uns die Turbulenz
nur langsam ihre grundlegenden physikalischen Eigenschaften offenbart -
trotz erheblicher theoretischer und experimenteller Anstrengungen. Doch
mit Hilfe von modernen Höchstleistungsrechnern kann man sich diesem
schwierigen Problem auch durch Computersimulationen nähern. Die dabei
in den letzten Jahren erzielten Fortschritte sind beachtlich. So scheint
es heute nur noch eine Frage der Zeit, bis insbesondere der turbulenzinduzierte
Transport in magnetisierten Hochtemperaturplasmen in seinen
Grundmechanismen verstanden ist und sogar quantitativ vorhergesagt
werden kann. Das wäre ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur kommerziellen
Nutzung von Fusionsenergie. Der Vortrag gibt einen Überblick
über dieses aktuelle Forschungsgebiet und diskutiert dessen Stand und
Perspektiven. Dabei werden auch astrophysikalische Aspekte berührt.
Hauptvortrag P XVI Do 11:00 Hörsaal D
Plasmaturbulenz im einfach magnetisierten Torus (SMT) —
•Franko Greiner, Dietmar Block und Alexander Piel —
Christian-Albrechts-Universität, 24098 Kiel
Weltweit werden in vielen Laboratorien einfach magnetisierte Tori
(SMT) betrieben. Die Magnetfeldtopologie des SMT steht zwischen der
der Fusionsrandschicht und des Einschlussgebietes. Die kurzen Verbindungslängen
sollten Driftwellen unterdrücken ohne dass Feldlinien auf
Limitern enden. Der SMT stellt somit ein ideales Experiment zur Untersuchung
der Dynamik von Austauschinstabilitäten dar. Die übliche
Plasmaquelle ist die thermionische Entladung mit einem geheizten Filament
auf der Torusseele. Neben Plasmaheizung mit Elektron-Zyklotron-
Anregung ist aber auch die Plasmaerzeugung mittels induktiver Hochfrequenzheizung
möglich. Die erzeugten Niedertemperaturplasmen lassen
sich über die gesamte Plasmasäule sehr gut mit Langmuir- und
Emissiven Sonden diagnostizieren. Es zeigt sich, dass die Poloidalprofile
des Plasmapotentials, die sich für verschiedene Plasmaerzeugungsmechanismen
einstellen, stark voneinander abweichen, die charakteristischen
Eigenschaften der Plasmaturbulenz aber gleich bleiben. Die Dynamik
wird von poloidal mit ExB-Geschwindigkeit konvektierten Flute-Modenartigen
Strukturen mit k� = 0 und einer Phase zwischen Dichte und Potential
von π/2 dominiert. Durch Einbau von flächigen poloidalen Limitern
können stark verscherte ExB-Strömungen erzeugt und deren dekorrelierende
Wirkung auf kohärente Strukturen experimentell untersucht
werden.
Hauptvortrag P XVII Do 10:30 Hörsaal H
Diagnostik an Niederdruck-Xe-Lampen — •Hartmut Lange —
INP Greifswald, 17489 Greifswald
Gegenwärtig ist ein steigendes Interesse an umweltfreundlichen, Hgfreien
Entladungslampen zu verzeichnen. Eine Möglichkeit der Realisierung
bietet das Säulenplasma von Xe-Niederdruckentladungen mit seiner
VUV-Resonanzstrahlungsemission, die über Leuchtstoffe in den sichtbaren
Spektralbereich konvertiert wird. Die Analyse und Optimierung
der VUV-Strahlungsleistung erfordern eine umfangreiche Diagnostik. Im
Rahmen des Vortrages werden emissions- und absorptionspektroskopische
Messungen an Xe-Edelgas-Entladungen in zylindrischen Gefäßen
vorgestellt. Die Bestimmung der absoluten VUV-Strahlungsleistung der
beiden Xe-Resonanzlinien erfolgt durch Messung ihrer absoluten Strahldichten
bzw. der absoluten radialen Atomdichteprofile der Resonanzniveaus.
Untersuchungen im Afterglow von gepulsten Entladungen liefern Daten
zur effektiven Strahlungslebensdauer der Resonanzphotonen. Für die
Messung der absoluten Atomdichten angeregter Xe-Zustände kommen
als Hintergrundstrahler durchstimmbare, gitterstabilisierte Halbleiter-
Laserdioden mit einer Emission im NIR zum Einsatz, die eine Bewertung
der vier Xe-1si-Niveaus mit i = 2,...,5 gestatten. Aus den gemessenen
spektralen Absorptionsprofilen werden über die Dopplerverbreiterung der
Hyperfeinkomponenten Aussagen zur Gastemperatur getroffen. Die Bestimmung
der elektrischen Leistung erfolgt aus Messungen der axialen
elektrischen Feldstärke und des Entladungsstroms. Die vorgestellten Methoden
werden anhand umfangreicher Ergebnisse diskutiert.
Gefördert durch das BMBF (FKZ: 13N8153)
Hauptvortrag P XVIII Do 11:00 Hörsaal H
Kinetische Modellierung anisothermer Plasmen — •Detlef
Loffhagen — INP Greifswald, 17489 Greifswald
Die selbstkonsistente Modellierung anisothermer Niedertemperaturplasmen
erfordert die simultane Lösung der Gleichungen für den
elektrischen Entladungskreis, der Maxwellschen Gleichungen sowie der
Transport- bzw. kinetischen Gleichungen der Elektronen, Ionen, Atome
und Moleküle unter Berücksichtigung der Wechselwirkungsprozesse der
Plasmakomponenten in der Entladung mit den Wänden und Elektroden.
Auf Grund des sehr unterschiedlichen Nichtgleichgewichtscharakters
der verschiedenen Plasmakomponenten sind dabei die Elektronen im
Allgemeinen auf einer kinetischen Grundlage zu behandeln, wohingegen
die Beschreibung der Schwerteilchenkompenenten dieser schwach
ionisierten Plasmen mittels makroskopischer Bilanzgleichungen erfolgen
kann.
Im ersten Teil des Vortrages werden wesentliche Fortschritte hinsichtlich
des Teilproblems der kinetischen Analyse der Elektronenkomponente
präsentiert. Das breite Spektrum der kinetischen Untersuchungen in
zeit- und raumabhängigen Plasmen wird durch ausgewählte Beispiele illustriert.
Der zweite Teil stellt aktuelle Ergebnisse selbstkonsistenter Modellierungen
anisothermer Gasentladungsplasmen vor. Die Analyse der betrachteten
zeitabhängigen bzw. räumlich inhomogenen Plasmen liefert
ein tieferes Verständnis der inhärenten Reaktionsprozesse und Energiedissipationskanäle
und verdeutlicht die Anwendbarkeit und die Grenzen
heutiger Modelle. Perspektiven der kinetischen Modellierung werden diskutiert.

Plasmaphysik Montag
Fachsitzungen
– Fachvorträge und Posterbeiträge –
P 3 Postersitzung: Niedertemperaturplasmen Plasmatechnologie I, Diagnostische
Methoden I
Zeit: Montag 17:45–19:30 Raum: Foyer
P 3.1 Mo 17:45 Foyer
Determination of spectral line-broadening data in high pressure
discharge lamps — •Matthias Born 1 , Margarita Baeva 2 ,
Stefan Meier 3 , Matthias Weiss 3 , Holger Schubert 3 , Martin
Stroesser 1 , and Detlev Reiter 2 — 1 Philips Research Laboratories
Aachen — 2 IPP, Forschungszentrum Jülich GmbH, EURATOM Association,
Trilateral Euregio Cluster — 3 ILPP, University of Duesseldorf
Zinc halides are considered as a possible candidate for replacement of
mercury in high pressure discharge lamps. A crucial precondition for the
design and optimisation of such lamps is the detailed and quantitative
understanding of the energy balance. In particular, a detailed knowledge
of spatial temperature profiles and gradients are of high relevance for the
radiation transport properties.
Discharge lamps are studied by means of emission spectroscopy with
absolute calibration in the range 200-833 nm. The experimental setup
comprises a spectrograph (f=1m) with an attached CCD detector. The
temperature profiles across the plasma radius are determined from measured
spectral line-shapes of self-reversed lines (see Karabourniotis, J.
Phys. D: Appl. Phys., 16, 1267-81 (1983)). The derived temperatures
and calculated densities of plasma species serve as input parameters for
the solution of the radiation transfer equation. Simulated emission spectra
are compared with experimental data in order to determine the line
broadening parameters (resonance, v. d. Waals and Stark broadening).
Good agreement of calculated and measured radiances is obtained.
This work is supported by the BMBF under contract numbers
13N8074, 13N8263, 13N8072 and 13N8264
P 3.2 Mo 17:45 Foyer
Raumzeitliche Messungen der Plasmadynamik mit einem 2D-
Sondenarray — •Iulian Teliban, Dietmar Block und Alexander
Piel — IEAP, CAU Kiel
Bislang beschränkten sich die Untersuchungen zur nichtlinearen Dynamik
in Plasmen meist auf Messungen mit Einzelsonden. Die Datenanalyse
konzentrierte sich folglich im wesentlichen auf die statistische Analyse
der lokaler Einzelmessungen. Seit etwa 10 Jahren werden erste Sondenarrays
eingesetzt, um direkt die raumzeitliche Entwicklung der Systeme
studieren zu können. Den Standard bilden hier eindimensionale Sondenanordnungen,
z.B. entlang von Flussflächen. Im Rahmen dieses Beitrags
werden Messungen am linear magnetisierten, niedrig beta Plasmaexperiment
KIWI vorgestellt, für die ein 2D-Sondenarray eingesetzt wird,
welches eine vollständige Erfassung der Plasmafluktuationen in der Ebene
senkrecht zum Magnetfeld ermöglicht. Auf Grund der zeitlichen und
räumlichen Auflösung des Messsystems lassen sich dynamische Vorgänge
erstmals experimentell in einer Qualität studieren, wie dies bisher nur
von Simulationsrechnungen bekannt war.
P 3.3 Mo 17:45 Foyer
Elektronendichtemessung mit einer Plasma-Absorption-Probe
— •Christian Scharwitz, Suk-Ho Hong, Marc Böke, Johannes
Berndt und Jörg Winter — Ruhr-Universität Bochum
Die Elektronendichte ist ein wichtiger Parameter in Niedertemperaturplasmen.
Aufgrund der Abscheidung von Schichten ist die Messung
dieses Parameters in reaktiven Plasmen mit herkömmlichen Sondenmethoden
nicht ohne weiteres möglich. Von Nakamura, Sugai et. al.(Jpn.
J. Appl. Phys. Vol. 38 (1999) pp. 5262-5266) wurde eine Möglichkeit zur
Elektronendichtemessung in diesem Fall reaktiver Plasmen vorgeschlagen,
die Plasma-Absorption-Probe (PAP). Das Prinzip der PAP beruht
auf einer lokalen Anregung von Oberflächenwellen. Ausgehend von der
Dispersionsrelation läßt sich über die Absorptionscharakterisik der Oberflächenwellen
die Elektronendichte bestimmen.
Es wurde eine PAP gebaut und an einer ICP- und einer CCP-
Entladung getestet. Für unterschiedliche Gasdrücke und Plasmaleistun-
gen wurden Absorptionspeaks an einer Argonentladung aufgenommen.
Zum Vergleich der Daten und um die Eigenschaften der PAP zu beurteilen
wurden Langmuirsondenmessungen durchgeführt.
P 3.4 Mo 17:45 Foyer
Modulation techniques for the nested-cavity FIR laser interferometer
— •Carsten Pargmann and Henning Soltwisch —
Ruhr-Universität Bochum
The nested-cavity FIR laser interferometer consists of a FIR laser cavity
(optically pumped in our setup) and an external mirror, reflecting the
laser ouput power back into the FIR laser cavity. The power of the laser
is monitored either by introducing a beamsplitter between laser cavity
and external mirror or simply by placing the detector behind a hole of
the external mirror. The detected intensity, plotted against the distance
of the external mirror, shows very narrow peaks. The slope of a peak, the
used wavelength and the detector determine the sensitivity of the interferometer.
Modulation techniques can double the sensitivity by jumping
between two points on either side of the peak. This has been done with a
polyethylene chopper and with a silicon wafer irradiated by a diode laser.
With a wavelength of 184.3 µm a line-integrated electron density change
of 6×10 10 cm −2 can be detected.
P 3.5 Mo 17:45 Foyer
Investigation of the reaction kinetics in methane discharges by
means of tunable diode laser absorption spectroscopy — •I.
Möller, A. Serdioutchenko, and H. Soltwisch — Institut für Experimentalphysik,
Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
Low-temperature rf discharges with CH4 as source gas have been used
for the deposition of films for a long time. Nevertheless, the interdependence
of the production and consumption channels of the various
molecular species and their dependence on the external parameters (like
power or flow rate) and the internal parameter (like the electron energy
distribution function (EEDF)) are not yet understood.
In this work two different plasma reactors (a capacitively and an inductively
coupled cell) have been used to increase the range of external
and internal parameters. An absorption spectrometer with tunable diode
lasers has been set up for the investigation of molecular densities. The
source gas (CH4), one intermediate radical (CH3) and two stable end
products (C2H6 and C2H2) have been measured. Their dependence on
the input power can be explained by simple semi-empirical expressions,
which allow to identify the main production and loss channels. The influence
of the flow rate on the species concentrations and the plasma
on and off time scales have been studied. In addition, a simple chemical
model has been established, which uses the EEDF as input parameter.
By comparing the calculated chemical composition with the measured
molecular densities a reasonable EEDF can be predicted.
P 3.6 Mo 17:45 Foyer
Vergleich spektroskopischer Methoden zur Bestimmung von ne
und Te am Stellarator WEGA — •S. Riegg 1 , U. Fantz 1 , K. Behringer
1 und WEGA-Team 2 — 1 Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik,
Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg
— 2 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EURATOM Assoziation, TI
Greifswald, 17491 Greifswald
Optische Emissionsspektroskopie wird häufig zur Charakterisierung
von Plasmen genutzt. Eine detaillierte Absolutauswertung einer Linie,
um z. B. die Elektronentemperatur zu ermitteln, erfordert die Kenntnis
von zusätzlichen Parametern, in diesem Fall der Elektronendichte.
Diese Methode läßt sich durch die Verwendung von Linienverhältnissen
vereinfachen.
Um eine Methode zur Bestimmung der Elektronendichte zu
entwickeln, wurden Messungen am Stellaratorexperiment WEGA
(Niedertemperatur-, Niederdruckplasma) durchgeführt. In Argon-

Plasmaphysik Montag
Entladungen liefert die Strahlung von Ionenlinien zusätzliche Informationen.
Insbesondere läßt sich durch das Linienverhältnis von Ionen zu
Neutralen oder ausgewählten Ionenlinien untereinander die Elektronendichte
ermitteln. In Heliumplasmen eignen sich dazu Linienverhältnisse
von neutralen Emissionslinien. Bei Kenntnis der so bestimmten Elektronendichte
ergibt sich die Elektronentemperatur aus der Absolutstrahlung
einer Linie. Die Messung wurde mit einem hochauflösenden, absolut kalibrierten
Übersichtsspektrometer (ESA 3000) durchgeführt. Die Grenzen
der Methoden werden aufgezeigt und die Ergebnisse mit Langmuir-
Sonden- und Interferometermessungen verglichen.
P 3.7 Mo 17:45 Foyer
Characterisation and improvement of WEGA performance
— •KINGA HORVATH 1 , JOHANN LINGERTAT 1 , THOMAS
BINDEMANN 1 , URSEL FANTZ 2 , RALF KÖNIG 1 , MICHAEL
LAUX 1 , YURIJ PODOBA 1 , and FRIEDRICH WAGNER 1 —
1 Max-Planck Institut für Plasmaphysik, Euratom Association, TI
Greifswald, Wendelsteinstrasse 1, 17491 Greifswald, Germany —
2 Institut für Physik, Universität Augsburg, Universitätsstr. 1, 86135
Augsburg, Germany
The WEGA device is a classical stellarator operated in the Greifswald
branch of IPP.
A basic diagnostics at WEGA is the Langmuir probe. The Langmuir
characteristics show a common property: lack of ion current saturation.
This phenomenon can be explained with a model of two-temperature
distribution of electron energies. Profiles of plasma parameters were obtained
for discharges with different working gas, magnetic field, heating
power, neutral pressure and rotational transform.
As separate diagnostics an interferometer and an optical spectrometer
are used to measure average Te and ne.
The WEGA plasma is heated by ECRH. Different types of antennas
have been studied. With the first type, a straight metallic cylinder, hollow
Te and ne profiles and density values above the cut-off density have been
obtained. Trying other type of antennas the ne profiles became flat or
peaked and the Te profiles slightly hollow. The energy confinement time,
the confined energy and the degree of ionisation have been increased
under the new heating conditions.
P 3.8 Mo 17:45 Foyer
Fast Ion Losses in ASDEX Upgrade — •Manuel Garcia-
Munoz, Andreas Bermann, Johann Kisslinger, Hans-Ulrich
Fahrbach, Josef Neuhauser, Simon Pinches, Albrecht
Staebler, and Hartmut Zohm — Max-Planck-Institut fuer
Plasmaphysik, Boltzmannstr. 2 85748 Garching bei München
An integral method for a better understanding of fast ion losses from
magnetically confined fusion plasmas is being developed. Since fast ion
losses may lead to different undesired effects on operation regimes, the
mechanisms for such losses are of special importance for further fusion reactors.
This may be obtained from a combination of a theoretical model
of the behaviour of fast ions in tokamaks, together with the measurements
of such losses. A full understanding is possible only with both
methods. The code-package developed here provides the theoretical view
of the losses, in order to understand the measurements obtained, using
the appropriate detector. A full description of fast ion trajectories from
birth to loss was made using different codes. The second part of this study
is concerned with the development of a scintillator-based detector. The
design of the probe is based on the alpha-particle detector used for first
time in TFTR and further developed for W7-AS. A first model consists
of a scintillator plate and a CCD camera to acquire the data, allowing
the detection of lost ions in a wide range of gyro radii and pitch angles.
Using a CCD camera, a very high spatial resolution is available but with
a poor time resolution, that is resolved in a second model which uses a
set of photomultiplaiers in addition to the CCD camera.
P 3.9 Mo 17:45 Foyer
Vergleich der radialen Transportmessung mit Glüh- und
Langmuir-Sonden im Torsatron TJ-K — •N. Mahdizadeh, F.
Greiner, K. Rahbarnia, M. Ramisch und U. Stroth — Institut
für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-
Universität, 24098 Kiel
Zur Untersuchung der Fluktuation des radialen Transports in einem
magnetisch eingeschlossenen Plasma werden Diagnostiken benötigt, die
Änderungen der Dichte n und des Plasmapotentials φp auf Zeitskalen einiger
Mikrosekunden aufnehmen können. Die zur radialen Transportmessung
verwendete Diagnostik in TJ-K besteht aus drei parallel in der poloi-
dalen Ebene angeordneten Langmuir-Sonden. Der Ionensättigungsstrom
wird an der in der Mitte positionierten Sonde gemessen, während die
Differenz der Floatingpotentialfluktuationen der beiden äußeren Sonden
die poloidale elektrische Feldfluktuationen ergibt. Dann ist der radiale
Transport gegeben durch Γr ∼ ñ ˜Eθ/B. Der kritische Punkt dieses
Verfahrens ist die Schätzung des elektrischen Feldes mittels Floatingpotentialmessung.
Gegenüber Langmuir-Sonden erlauben Glühsonden die
direkte Messung des Plasmapotentials. Im Rahmen dieser Arbeit wird
eine vergleichende Untersuchung des mit Glüh- und Langmuir-Sonden
ermittelten Transports vorgestellt. Die Untersuchungen wurden am Niedertemperaturplasma
des Torsatron TJ-K ( ECRH-Entladung, B = 70
mT, ne ≤ 5 × 10 17 m −3 , Te ≤ 15 eV) durchgeführt.
P 3.10 Mo 17:45 Foyer
Zweidimensionale Untersuchung der raum-zeitlichen Entwicklung
von Mikroentladungen in einer Barrierenentladung — •R.
Brandenburg 1 , H.-E. Wagner 1 , K.V. Kozlov 2 und A.M. Morozov
2 — 1 Institut für Physik der Universität Greifswald, 17489 Greifswald
— 2 Staatl. Universität Moskau, Chemische Fak., 119992 Moscow, Russia
Die zeitliche Intensitätsentwicklung einzelner, nacheinander erzeugter
Mikroentladungen (ME) in Barrienrenentladungen in O2/N2-
Gasgemischen wird in axialer (d.h. entlang der Achse der ME) und radialer
Richtung mittels Cross-Correlation Specctroscopy (CCS) aufgenommen.
Somit wird erstmals ein räumlich zweidimensionales und dabei
spektral- und zeitaufgelöstes Bild der Entladungsentwicklung gewonnen
[1]. Ergänzend kommt eine ICCD-Kamera zum Einsatz, die zeitintegrierte
Aufnahmen individueller ME liefert. Die ME-Kanäle sind im Volumen
etwa 0.2 mm dünn, weiten aber vor den Elektroden um einen Wert, der
etwa gleich dem Entladungsspalt ist, auf. Weiterhin werden auf beiden
dielektrischen Oberflächen nach aussen propagierende Maxima der Intensität
beobachtet. Die Entladungsfusspunkte auf der Kathode haben
das Aussehen von Lichtenberg-Figuren, auf der Anode wird hingegen eine
homogenere Struktur registriert. Damit gelingt es, die Akkumulation
von Ladungsträgern auf den Dielektrika zu zeigen. [1] Brandenburg et.al.,
Proceedings of the 26th ICPIG, Greifswald July 2003, Vol. 4, pp.39
P 3.11 Mo 17:45 Foyer
Enhanced microwave scattering diagnostics on a helicon discharge
— •K. D. Lee, R. Madani, T Klinger, M. Hirsch, and H.
-J. Hartfuß — Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EURATOM
Ass., D-17491 Greifswald, Germany
A helicon discharge can offer superior conditions for enhancedscattering
diagnostics because of the electron plasma frequency being
higher than the cyclotron frequency. This method using microwave
technique is the best alternative to observe small-scale fluctuations.
The principle is based on the scattering of an extraordinary electromagnetic
wave in the vicinity of the upper hybrid resonance. When fluctuations
are present in the resonance zone, an incident wave is back-scattered
if the Bragg condition is satisfied. The scattered wave has a much shorter
characteristic scale-length than the wavelength in vacuum. As a result it
becomes sensitive to small-scale fluctuations and has an enhanced intensity
as well as a large time delay. Thus the fluctuations near the resonance
layer can be detected with a high sensitivity and spatial resolution.
The VINETA device can produce a linearly magnetized helicon discharge
and has been dedicated to experiments on nonlinear plasma dynamics.
In this work, a swept frequency microwave scattering system is
employed in this device, which allows the effective spatial scan of the resonance
surface in the helicon plasma. The measured wave number and
frequency spectra are shown and discussed. This information reveals ion
wave dynamics and implies its relation with intrinsic instabilities in a
helicon discharge.
P 3.12 Mo 17:45 Foyer
Experimentelle Untersuchungen von Shear Alfvén Wellen —
•Albrecht Stark, Olaf Grulke und Thomas Klinger — Max-
Planck-Institut für Plasmaphysik, Teilinstitut Greifswald, EURATOM
Assoziation
Shear-Alfvénwellen sind elektromagnetische Wellen in Magnetoplasmen
mit Frequenzen unterhalb der Ionengyrofrequenz. Untersuchungen
von Alfvénwellen in Laborexperimenten werden durch deren große Wellenlänge
erschwert, die invers proportional zur Wurzel der Plasmadichte
skaliert. Das Experiment VINETA bietet durch große geometrische
Abmessungen (Länge 4,5m), und durch hohe erreichbare Plasmadichten
(≤ 10 19 m −3 ) die Möglichkeit, Alfvénwellen kontrolliert anzuregen und deren
Propagationseigenschaften zu studieren. Die Anregung erfolgt über

Plasmaphysik Montag
eine im Plasma befindliche Induktivität, die magnetische Störungen senkrecht
zum Magnetfeld B0 mit ˜ B/B0 ∼ 0.05 induziert. Um Informationen
über die Dispersion und Dämpfung der Welle zu erhalten, wird mit
˙B-Sonden das magnetische Wellenfeld räumlich aufgelöst aufgezeichnet.
Von besonderem Interesse ist der Einfluss der Alfvénwelle auf die Dynamik
der Ionen, die während eines Wellenzuges sowohl durch E × ˜B
Driften, als auch durch Polarisationsdrift direkt durch die Alfvénwelle
beeinflusst wird. An VINETA wird auf die Ionendynamik mittels Laser
induzierter Fluoreszenz geschlossen. Durch Messung der Ionenenergieverteilungsfunktion
und ihrer Störungen werden Informationen zur Ionentemperatur
und Ionendriften erhalten. Es werden detaillierte Messungen
zur Dispersion der Alfvénwellen und zu der aus dem Wellenfeld resultierenden
Störung der Ionendynamik vorgestellt.
P 3.13 Mo 17:45 Foyer
Doppler-freie optogalvanische Spektroskopie an Balmer-α mit
Diodenlasern — •Munib Amin, Daniel Esch und Volkmar Helbig
— Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität
Kiel
Zur Bestimmung der lokalen elektrischen Feldstärke in Niederdruckplasmen
eignet sich der Starkeffekt z.B. von Wasserstofflinien.
Bei bisherigen Untersuchungen in unserer Arbeitsgruppe /1/ war die
minimal detektierbare Feldstärke durch den Dopplereffekt begrenzt,
der die Bestimmung sehr kleiner Felder verhindert. Zur Steigerung der
Auflösung wurden Doppler-freie Spektren mit Hilfe der intermodulierten
optogalvanischen Spektroskopie registriert.
/1/ siehe Beitrag von S. Herzog et al., diese Tagung
P 3.14 Mo 17:45 Foyer
Optogalvanische Feldstärkenmessung in Wasserstoff und Deuterium
— •Daniel Esch 1 , Sandra Herzog 1 , Zhou Li 2 und Volkmar
Helbig 1 — 1 Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Universität Kiel — 2 Fudan University, Shanghai, P. R. China
Zur Bestimmung der lokalen elektrischen Feldstärke wurden optogalvanische
Spektren der Doppler-verbreiterten Linienprofile der Balmer-α
Linie von Wasserstoff im Kathodenfallgebiet einer Niederdruckgasentladung
vermessen. Die Feldstärke läßt sich daraus durch einen Vergleich
mit theoretischen Profilen gewinnen. Um kleine aber signifikante Unterschiede
zwischen den experimentellen und den für Wasserstoff gerechneten
Profilen zu erklären wurden Messungen mit Deuterium durchgeführt,
um zu prüfen, ob die Vernachlässigung der Hyperfein-Struktur bei der
Rechnung die beobachteten Unterschiede erklären kann.
P 3.15 Mo 17:45 Foyer
Spectroscopic Investigations of Projectile Electronic Structure
in Ion Stopping Proccess — •Svitlana Korostiy 1 , Olga Rosmej
1 , Sergej Pikuz 2 , Vladimir Efremov 3 , Alexander Fertman 4 ,
Timofey Mutin 4 , Viacheslav Shevelko 5 , and Dieter H.H. Hoffmann
1 — 1 GSI - Darmstadt — 2 State University, Moscow — 3 IHED -
Moscow — 4 ITEP - Moscow — 5 Lebedev Physical Institute, Moscow
The connection between stopping matter density and the structure of
the projectile bound electrons is under experimental and theoretical investigations.
K-shell projectile radiation induced due to collisions of swift
ions with target atoms was measured with high spectral and spatial resolution
along the ion beam trajectory. Experiments on the interaction
of 11,4 and 5.9 MeV/u Ar beam with SiO2 gels of 0.15, 0.04 g/cc mean
densities and solid quartz were carried out at UNILAC facility at GSI-
Darmstadt. The using of targets with low mean density allowed us to
stretch the ion stopping length in solid up to 8 mm and to visualize the
dynamics of the target bound electron capture. The results of spatially
resolved spectroscopic measurements are discussed.
P 3.16 Mo 17:45 Foyer
3D Monte Carlo simulation of radiation transfer for HID lamps
— •P. Börner 1 , D. Reiter 1 , S. Wiesen 1 , M. Baeva 1 , H. Giese 2 ,
and M. Born 2 — 1 Institut für Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich
GmbH, EURATOM Association, Trilateral Euregio Cluster, 52425 Jülich
— 2 Philips Research Laboratories, 52066 Aachen
The 3D Monte Carlo code EIRENE [1], widely applied in controlled
nuclear fusion research for particle transport problems, has been adapted
for radiation transfer (photon gas simulation), also for technical plasmas.
It has been linked to a commercially available 3D finite element plasma
fluid code (FIDAP) used to solve for the energy balance and flow fields
in HID lamp plasmas. The goal is an improved predictive capability of
this numerical HID model by eliminating some of the hitherto necessary
approximations related to radiation transfer. The spatially resolved
energy sources and sinks due to emission and absorption of line radiation
are computed, separately for each line, and separately for the core
and the wing photons. The Monte Carlo solutions are benchmarked with
semi-analytical ray-tracing calculations for simplified 1D cases and full
agreement is achieved. A figure of merit (CPU-time times statistical variance)
for the 3D Monte Carlo performance is defined and it can be shown
that currently both the FIDAP and EIRENE parts of the combined tool
consume comparable amounts of CPU time. A critical issue remains the
method of separating the line wing (optically thin) and line core (optically
thick) contributions to stabilize the iterations between plasma- and
photon gas solutions.
[1] www.eirene.de
P 3.17 Mo 17:45 Foyer
Determination of non-LTE excitation and electron temperatures
in HID lamps — •M. Baeva 1 , D. Karabourniotis 2 , D.
Reiter 1 , S. Meier 3 , H. Schubert 3 , M. Weiss 3 , and M. Born 4 —
1 IPP, Forschungszentrum Jülich GmbH, EURATOM Association, Trilateral
Euregio Cluster, — 2 Dep. of Physics, Univ. of Crete, 71003 Heraklion,
Greece — 3 ILPP, Universität Düsseldorf, 40225 Düsseldorf —
4 Philips Research Laboratories, 52066 Aachen
Mercury plasmas are important for lighting applications. Recent investigations
consider zinc as a possible candidate to replace the toxic
mercury. Usually, high-pressure mercury plasmas are considered to be
in LTE, i.e. the existence of a unique temperature is presupposed. However,
under non-LTE conditions the distribution of atoms over the excited
states can not be characterized by a single temperature. The purpose of
this study is to obtain the excitation and the electron temperatures in
HID lamps with Hg and Zn, to check the LTE assumption. HIDs have
been studied by emission spectroscopy. The distribution temperatures
are obtained from the self-reversed lines Hg 4047, 4358, and 5461˚A, and
Zn 4680, 4722, and 4810˚A applying the method developed in [1]. This
method is free of any LTE assumptions and allows to evaluate these temperatures
in the hottest discharge regions. The results show a significant
deviation from LTE even at pressures above 30 bars. However, the results
are sensitive to the distribution temperatures resulting from the observations
of Hg4047˚A and Zn4680˚A spectral lines and further experiments
with a higher spectral resolution are necessary.
[1] D. Karabourniotis, J. Appl. Phys. 90 (3), 1090-1101 (2001)
P 3.18 Mo 17:45 Foyer
Diagnostik an Mikrowellen-Plasmen zur Sterilisation thermolabiler
Kunstoffe der Verpackungsindustrie — •M. Czichy und P.
Awakowicz — Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr. 150, 44780
Bochum, Germany
Herkömmliche chemische Nassverfahren zur Sterilisation thermolabiler
Verpackungsstoffe erweisen sich hinsichtlich ihrer Handhabung und
Umweltverträglichkeit oftmals als problematisch und teuer. Im Zuge
der Forschungen an Niederdruckplasmen wurde ein Sterilisationsverfahren
für PET-Trinkflaschen und Joghurtbecher entwickelt, welches zahlreiche
Vorteile gegenüber den oben angesprochenen Nassverfahren aufweist.
Mittels eines Mikrowellen-Plasmas ist es möglich, innerhalb von
fünf Sekunden eine hohe Abtötungsrate (> 10 5 ) ausgesuchter Testkeime
(B.subtilis) auf Kunststoffoberflächen zu erreichen. Um diesen Prozess
zu optimieren, wurden die Plasmen mittels diagnostischer Verfahren
wie UV-Spektroskopie, Massenspektrometrie und Langmuirsondenmessungen
unter Variation der Parameter Gasdruck, eingekoppelter Leistung,
Mischungsverhältnis und Gasfluss charakterisiert. Zusätzlich wurde
dessen Wirkung auf unterschiedliche Testkeime (B.subtilis, A.niger,
B.stearothermophilus) mittels mikrobiologischer Untersuchungen, Lichtmikroskopie
und REM-Aufnahmen untersucht.
P 3.19 Mo 17:45 Foyer
Sterilisation und Oberflächenmodifikation thermolabiler medizinischer
Implantate — •Helmut Halfmann, Martin Schulze,
Michael Deilmann und Peter Awakowicz — Dipl. Ing. Helmut
Halfmann, Lehrstuhl für Plasmatechnik, Geb. IC, Raum 1/157, Universitätsstrasse
150, 44780 Bochum
Induktiv gekoppelte Hochfrequenzplasmen können aufgrund ihrer Eigenschaften
im Niederdruckbereich zur Sterilisation und Oberflächenmodifikation
verwendet werden. Da medizinische Implantate im allgemeinen
dreidimensionale Geometrien aufweisen, müssen die entsprechenden Plasmen
radial und axial homogen sein. Zu diesem Zweck wurde eine doppelt

Plasmaphysik Montag
induktiv gekoppelte (DICP) Anordnung aufgebaut, mit der umfangreiche
Sterilisations- und Modifikationsprozesse durchgeführt wurden.
Die ausgewählten Substratmaterialien waren Polylactid als bioresorbierbarer
Werkstoff, ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE) für
die Knieprothetik sowie zahlreiche weitere medizinisch relevante Werkstoffe.
Die ausgewählten Testkeime waren u.a. B. subtilis (DSM 2277),
B. stearothermophilus, A. niger sowie viele weitere krankenhausrelevante
vegetative Formen.
Die umfangreichen Experimente zur Sterilisation und Oberflächenvernetzung
der UHMWPE Implantate wurden begleitet durch umfangreiche
Diagnostiken mit einer Langmuirsonde (APS3), einem Plasmamonitor
(Hiden Analytical) und mittels der optischen Spektroskopie.
P 3.20 Mo 17:45 Foyer
Räumlich und zeitlich aufgelöste Spektroskopie an reaktiven
Strahlplasmen bei Atmosphärendruck — •H.-E. Wagner1 , D.
Pasedag1 , R. Brandenburg1 , P. Michel1 , K.V. Kozlov2 , A.
Baalmann3 , G. Ellinghorst3 und U. Lommatzsch3 — 1Institut für Physik der Universität Greifswald, 17489 Greifswald — 2Department of Chemistry, Moscow State University, 119992 Moscow, Russia —
3Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Materialforschung, 28359
Bremen
Ein bei etwa 15 kHz und Atmosphärendruck in Luft sowie Stickstoff
betriebener Plasmastrahl wird in der aktiven Zone und dem aus einer
Düse austretenden abklingenden Strahl elektrisch, spektroskopisch und
mittels GC/MS untersucht. Diese Strahlplasmen werden u.a. zur Oberflächenbearbeitung
eingesetzt. Das aktive, nichtthermische Plasma hat
eine hohe Gastemperatur (Rotationstemperaturen TR = 2500...5500K).
Der relaxierende Strahl enthält O-Atome im Prozentbereich. Sie werden
vermutlich vor allem über die thermische Dissoziation in der aktiven Zone
erzeugt. Indikator für die Atome ist ein charakteristisches gelbes Leuchten
von NO∗ 2, welches über den Prozess O+NO+M → NO∗ 2+M gebildet
wird. Über GC/MS wird in Luft ein NO-Anteil von ca. 900 ppm nachgewiesen.
Die Raum-Zeit aufgelösten Spektren zeigen signifikante Unterschiede
im aktiven und abklingenden Plasma. Der Vergleich der Ergebnisse
in Luft und Stickstoff ermöglicht Rückschlüsse auf die dominanten
Elementarprozesse, die Bestimmung der Strahl-Austrittsgeschwindigkeit
sowie der Gastemperatur direkt an der Düsenöffnung.
P 3.21 Mo 17:45 Foyer
On the influence of argon addition on microwave hydrogen plasmas
obtained under moderate pressure conditions — •Andrei
V. Pipa 1 , Guillaume Lombardi 2 , Xavier Duten 2 , Khaled Hassouni
2 und Jürgen Röpcke 1 — 1 INP-Greifswald, 17489 Greifswald,
Germany — 2 LIMHP, CNRS-UP 1311 Universite Paris-Nord, 93430 Villetaneuse,
France
Moderate-pressure hydrogen plasmas are of great interest in many thin
film deposition processes. In such plasmas hydrogen is usually processed
as the major component in a mixture involving other gases. In particular,
argon is often used either as an active component of the gas mixture or
as a probing species that can help via its emission to characterize the
plasma and monitor the processes. In this last case, often a small admixture
of Ar is considered as not influencing plasma parameters. The
aim of this work was to investigate the validity of this assumption in
the case of moderate pressure argon-hydrogen microwave discharges. For
this purpose a one-dimensional non-equilibrium transport model for this
discharge type was developed. This model was used to determine the spatial
distribution of the main plasma parameters such as gas temperature,
species densities and electron temperature. Results showed that a small
amount of Ar (less then 1%) can considerably affect the density of atomic
hydrogen, and even the gas temperature for specific discharge conditions.
The collision and transport phenomena leading to this non linear effect
of argon have been investigated by analyzing the contribution of Ar on
the different hydrogen dissociation channels.
P 3.22 Mo 17:45 Foyer
Chemical reaction studies of CH4/N2 gas mixture in a dielectric
barrier discharge — •Abhijit Majumdar, J.F. Behnke, and
Rainer Hippler — Institut für Physik, Universität Greifswald
Chemical reactions in a CH4/N2 gas mixture inside a dielectric barrier
discharge (DBD) plasma have been studied by means of mass spectrometry.
The DBD plasma has been created at medium pressure of 250-300
mbar in a rectangular reactor employing 5.7 kV pulses at 5 kHz. Most
notable is the comsumption of CH4 and the production of H2 molecules.
In addition, formation of heavier hydrocarbons like CnH2n+2 with n up
to 8 is observed in the mass spectrum.
P 3.23 Mo 17:45 Foyer
Zeitaufgelöste Diagnostik von CF2-Radikalen in C2F6/H2-
Plasmen einer gepulsten RF-Entladung mittels IR-Diodenlaserspektroskopie
(TDLAS) — •Onno Gabriel, Konstantin Li
und Jürgen Meichsner — Institut für Physik, Domstr. 10a, 17487
Greifswald
Der Einfluß der CFx-Radikale (x=1..3), insbesondere der des
CF2-Radikals auf die Beschichtungskinetik bzw. das Ätzverhalten in
Fluorkohlenstoff-RF-Plasmen ist bis heute nicht vollständig verstanden.
In unserer Arbeit verwenden wir eine gepulste 13.56 MHz RF-
Entladung und C2F6 mit einer Zumischung von H2 als Modellgas bei
Drücken zwischen 10 und 100 Pa. Ein in situ Ellipsometer dient der
Messung der Beschichtungsrate auf der RF-Elektrode und ein mit durchstimmbaren
Diodenlasern arbeitendes IR-Absorptionsspektroskopie-
System (TDLAS) der parallelen Messung absoluter Radikaldichten im
Gasraum.
Die Zeitauflösung des TDLAS-Systems im Bereich von 1–10 ms erlaubt
die Erfassung der Abklingkurven der CF2-Dichte in den Plasmaoff-Phasen
der gepulsten Entladung. Untersucht wird der Einfluß der Prozeßparameter
Druck, Gasfluß und RF-Leistung sowie der Pulsparameter
(Perdiodendauer, Puls-Pause-Verhältnis) auf die Radikalkinetik und die
Beschichtungsrate.
Mittels eines einfachen kinetischen Modells werden die Verläufe der
CF2-Dichte in der Plasma-off-Phase beschreiben und dadurch Bruttoratenkoeffizienten
gewonnen.
P 3.24 Mo 17:45 Foyer
Beeinflussung von Plasmaeigenschaften durch elektrochemisches
Pumpen von O-Atomen durch einen Ionenleiter
— •s. Peters 1 , M. Rohnke 2 , K. Dittmann 1 , J. Janek 2 und
J. Meichsner 1 — 1 Institut für Physik, Universität Greifswald —
2 Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Gießen
Wechselwirkungen von reaktiven Niedertemperaturplasmen mit einem
festen Ionenleiter lassen interessante und neue Grenzflächenphänomene
erwarten. So zeigt z.B. das in Hochtemperaturbrennstoffzellen eingesetzte
Yttrium stabilisierte Zirkonoxid (YSZ) ab 400 ◦ C Sauerstoffionen-leitende
Eigenschaften. Gleichzeitig kommt es zu einer Modifizierung der Plasmaeigenschaften.
Den Ausgangspunkt für die vorliegende Arbeit bilden
Untersuchungen an einem YSZ-Kristall, der im Gegensatz zu den bisherigen
Sauerstoffatmosphären erstmalig einem RF-Sauerstoffplasma ausgesetzt
war. In Folge wurde ein bis zu 100 mal höherer Sauerstoffaustausch
mit dem Kristall gemessen [1]. Die Ursache könnte ein direkter
Einbau von atomarem Sauerstoff aus dem Plasma in den Kristall sein.
Dieser zusätzliche Verlustprozess sollte zu einem veränderten Konzentrationsverlauf
des atomaren Sauerstoffs vor der Kristalloberfläche führen.
In einer kapazitiv gekoppelten RF-Entladung bei 13, 56 MHz diente die
geerdete Elektrode zur Probenaufnahme. Messungen räumlicher Dichteverteilungen
mittels Laser-induzierter Fluoreszenz Spektroskopie zeigten
einen verstärkten Abfall der O-Konzentration ab einer Heiztemperatur
von 500 ◦ C, was auf den beschriebenen Vorgang zurückzuführen ist. [1]
M.Rohnke, J. Janek, J.A. Kilner, R. Chater, Solid State Ionics, in press
(2003).
P 3.25 Mo 17:45 Foyer
Raum- und Zeitaufgelöste atomare Sauerstoffkonznetrationsverteilungen
in einem rf-Plasma — •S. Peters, B. Krames und
J. Meichsner — Institut für Physik, Universität Greifswald
In einem Niedertemperaturplasma ist der Transport ungeladener reaktiver
Spezies, wie der des Sauerstoffatoms diffusionsbestimmt. Interessant
sind insbesondere die elektrodennahen Gebiete der in dieser Arbeit
verwendeten kapazitiv gekoppelten rf-Entladung in Sauerstoff. Hier
kommt es aufgrund von Verlustprozessen an den Elektroden zu einem
anisotropen Transportverhalten der Sauerstoffatome. Dies spiegelt sich in
den mittels Laser-induzierter Fluoreszens Spektroskopie (TALIF) gemessenen
räumlichen Konzentrationsverteilungen der O-Atome wider. Als
Folge lassen sich abhängig von den Plasmaparametern und dem Elektrodenabstand
die axialen Dichteverläufe über einen empirischen Ähnlichkeitsparameter
beschreiben. An den Elektrodenrändern findet sich
symmetrisch ein radiales Dichtemaximum, dessen Position mit steigender
Selfbias-Spannung tiefer in den räumlichen Afterglow der Entladung
wandert. Im zeitlichen Verlauf nach Plasmazündung (gepulster Entladungsbetrieb)
kommt es ebenfalls zu einer Verschiebung dieses Maximums
in Richtung Elektrodenrand. Erst ab einem zeitlichen Delay von
20 ms erreichen Erzeugungs- und Verlustprozesse ein Gleichgewicht, das
eine dem cw-Betrieb vergleichbare Profilform zeigt.

Plasmaphysik Montag
P 3.26 Mo 17:45 Foyer
Vergleich von Wasserstoff- und Deuteriumentladungen in einer
Quelle für negative Ionen — •M. Regler, U. Fantz und K. Behringer
— Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Institut
Für die Neutralteilchenheizung von Fusionsplasmen spielen Ionenquellen
eine wichtige Rolle. An einer Testanlage zu Erzeugung negativer Ionen
(BATMAN, RF-Plasma) wurden Wasserstoff- und Deuteriumentladungen
unter Verwendung optischer Emissionsspektroskopie untersucht und
die so zugänglichen Plasmaparameter (Teilchentemperaturen, Teilchendichten)
bestimmt. Zum Einsatz kamen mehrere Übersichtsspektrometer,
um sowohl einen großen Wellenlängenbereich (200 bis 850 nm) erfassen
zu können, als auch Informationen über die zeitliche Entwicklung
der Entladungen zu erhalten. Dabei wurden Variationen der Parameter
Druck und Heizleistung ebenso vorgenommen, wie eine Beimischung
von Diagnostikgas (Argon, Helium). Die Ergebnisse von Wasserstoff und
Deuterium werden bei gleichen Randbedingungen verglichen. Da die
Heizung zukünftiger Fusionsexperimente mit Deuterium erfolgt, ist die
Übertragbarkeit der Ergebnisse von Wasserstoff- auf Deuteriumbetrieb
von besonderer Relevanz.
P 3.27 Mo 17:45 Foyer
Generation of negative hydrogen ions in a magnetic multipole
plasma source with combined inductive and capacitive high frequency
excitation — •Thomas Mosbach, H.-M. Katsch, and H.F.
Döebele — Universität Duisburg-Essen, Standort Essen, Institut für
Experimentelle Physik, D-45117 Essen
Negative hydrogen and deuterium ions extracted from plasma sources
have the potential for high-current charged and neutral particle beams
for accelerator systems. Negative ions in the MeV energy range are of
particular relevance for neutral beam plasma heating in fusion devices.
Magnetic multipole plasma sources with filaments have been found to
have a high content of negative ions. Plasma ion sources for long-term
operation in fusion related research require, however, electrodeless excitation
for various reasons. Inductively excited plasma sources generate
ions but due to the absence of a high-energetic electronic component in
the EEDF those sources do not operate at optimum. A combined inductive
and capacitive high frequency excitation has the perspective to
obtain both a high plasma density and high-energy electrons. The highenergy
electron group provides a suprathermal population of the rovibronic
states of the hydrogen molecules in the electronic ground state.
Dissociative attachment of low-energy electrons to the molecules leads
to the desired negative ions. We present results on the detection of vibrationally
excited electronic ground-state molecules by laser induced
fluorescence with VUV radiation.
This work is supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG.
P 3.28 Mo 17:45 Foyer
Dichtebestimmung negativer Sauerstoffionen in einer gepulsten
RF-Entladung in Argon / Sauerstoff-Gemischen mit induktiver
Einkopplung — •C. Manthey, A. Wagner, H. M. Katsch und H.
F. Döbele — Fachbereich Physik, Universität Duisburg-Essen
P 5 Magnetischer Einschluss I
In einer gepulsten Sauerstoff-Radiofrequenzentladung mit induktiver
Einkopplung (GEC Typ) wurde die Dichte der negativen Sauerstoffionen
während der Entladung mit Cavity-Ringdown und in der Abklingphase
mit Photodetachment untersucht. Durch Vergleich mit Rechnungen
konnten aus dem zeitlichen Verhalten der positiven und negativen Ladungsträgerdichten
im Afterglow der Entladung die wesentlichen Verlustprozesse
der negativen Ionen identifiziert werden.
Entgegen den Erwartungen sind Argon / Sauerstoff-Gemische bis zu
Mischungen Argon zu Sauerstoff von 8 zu 2 stark elektronegativ. Es wird
ein Anstieg der Dichte der negativen Ionen mit abnehmendem O2-Anteil
beobachtet. Diese Beobachtung ist unerwartet, da nach Modellrechnungen
von Lee und Lieberman die absolute Dichte der negativen Ionen
mit abnehmendem O2-Anteil und zunehmender Plasmadichte abnehmen
sollte. Bei Plasmadichten im Bereich 10 11 cm −3 und größer ist der Hauptverlustprozess
für negativen Ionen durch Rekombination mit den positiven
Ladungsträgern gegeben. Somit dürfte mit zunehmenden Argonanteil
und ansteigender Plasmadichte die Dichte der negativen Ionen nicht weiter
zunehmen. Offensichtlich wird ein weiterer Erzeugungskanal für die
negativen Ionen mit zunehmenden Argonanteil wirksam.
Gefördert im Forscherverbund ”Analyse und Modellierung der Einwirkung
gepulster Plasmen auf Oberflächen” vom BMBF (FKZ 13N8052).
P 3.29 Mo 17:45 Foyer
Analytical Model for an ICP Discharge in Hydrogen — •V.A.
Kadetov and U. Czarnetzki — Institute for Plasma and Atomic
Physics, Faculty for Physics and Astronomy, Ruhr-University Bochum,
44780 Bochum
A simple model for a low pressure ICP discharge at 13.56 MHz in
hydrogen is presented. Although the model is simple enough to allow a
full analytical calculation, it still describes the relevant discharge physics
reasonably well to show good agreement with measurement over a wide
range of parameters. Small deviations can easily be related to and explained
by simplifying assumptions made in the model. The model has
three modules for the discharge physics, the electrical coupling with the
RF antenna and the sheath in front of grounded walls. Residual capacitive
coupling in the ICP mode is included in the model. The most important
assumptions are Maxwellian electron energy distribution and homogeneous
electron temperature. While the former assumption was confirmed
by measurement, the latter is not exactly correct and results in some
small deviations. Input parameters are the neutral gas pressure and temperature
and the power from the RF generator. Further, the geometry
of the antenna and the discharge chamber and the resistance of the RF
antenna and the matching unit are required. We calculate the electron
temperature, the plasma density (spatially resolved), electric fields and
potentials in the sheath (temporally resolved), the ion energy distribution
function and the transition between ICP and CCP mode.
Zeit: Dienstag 10:30–12:30 Raum: Hörsaal D
Fachvortrag P 5.3 Di 11:30 Hörsaal D
NTM Control via Sawtooth Tailoring in ASDEX Upgrade
— •Anja Mueck 1 , Timothy Goodman 2 , Marc Maraschek 1 ,
François Ryter 1 , Hartmut Zohm 1 , and ASDEX Ugrade
Team 1 — 1 MPI für Plasmaphysik, D-85748 Garching, Germany,
EURATOM-Ass. — 2 CRPP EPFL, Association Euratom, CH-1015
Lausanne
In hot fusion plasmas, core magnetohydrodynamic modes like the socalled
sawtooth instability can occur. During a sawtooth crash, a slow rise
in plasma temperature is followed by a rapid crash. In the crash phase,
the hot plasma center is thrown out into colder outer plasma regions.
The control of the sawtooth instability is of great relevance for future
reactor-grade devices such as ITER. Besides the influence on the fusion
power output, the stabilizing effect of α-particles, created in D-T fusion
processes, is expected to lead to sawtooth stabilization. The sawteeth
connected with long sawtooth periods might act as a trigger for another
instability, the so-called neoclassical tearing modes (NTMs). NTMs lead
to a limit in the plasma beta, a value measuring the plasma pressure
normalized to the magnetic field pressure.
The influence of the injection geometry of neutral beam heating on
the sawtooth period will be discussed as well as sawtooth control by local
electron cyclotron resonance heating and current drive. In ASDEX
Upgrade, the prevention of triggering NTMs and possible increase in
beta, as has been indicated in JET, will be presented.
Fachvortrag P 5.4 Di 11:50 Hörsaal D
Stationary ELM-free H-mode in ASDEX Upgrade — •W.
Suttrop 1 , T. Kurki-Suonio 2 , A. Stäbler 1 , G.D. Conway 1 ,
M. Maraschek 1 , C.F. Maggi 1 , H. Meister 1 , and R. Neu 1 for
the ASDEX Upgrade Team collaboration — 1 Max-Planck-Institut
für Plasmaphysik, EURATOM Association, D-85740 Garching —
2 Euratom-TEKES Association, Helsinki University of Technology,
FIN-02015 HUT
The planned first reactor-size fusion experiment ITER (International
Thermonuclear Experimental Reactor) will rely on the High Confinement

Plasmaphysik Dienstag
Mode (“H-mode”) regime for its target of Q=10 (ratio of fusion power
and external heating power). Helium ash and impurity exhaust are mainly
due to an intermittent edge localized MHD instability (“ELMs”) which
can also lead to large momentary heat fluxes that are a challenge for the
power handling capability of plasma facing components. “Quiescent Hmode”
(QH-mode) is a new H-mode regime without ELMs, obtained in
several tokamaks (DIII-D, ASDEX Upgrade, JET, JT-60U) with neutral
beam injection in direction opposite to the plasma current, which causes
a strong population of beam ions outside of the core plasma, and a significant
radial current from lost ions. The impurity content in the plasma
is higher than in normal injection direction but similar in ELMy and
QH-mode phases with reversed injection, indicating comparable levels of
particle transport across the transport barrier. This may be connected
with benign continuous MHD activity observed instead of ELMs. The
edge pressure can be higher than in ELMing H-mode plasmas indicating
improved MHD stability. The physics of QH-mode and its extrapolation
to a reactor-size plasma are discussed.
Fachvortrag P 5.5 Di 12:10 Hörsaal D
A “Flight simulator” for ASDEX Upgrade plasmas — •L.
Höllt, W. Suttrop, L. Giannone, C. Sihler, A. C. C. Sips, D.
Zasche, and AUG Team — Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
EURATOM Association, D-85740 Garching
P 6 Staubige Plasmen I
A model for plasma discharges in the ASDEX Upgrade tokamak was
developed. It predicts the time evolution of the plasma density, stored
energy and flux consumtion. The model is based on empirical scalings
for confinement, power threshold for the transition to high-confinement
mode (“H-mode”), unfuelled density in H-mode and uses the request
waveform definitions as they are prepared for actual tokamak operation,
e.g. poloidal field coil currents, plasma current and deuterium gas influx.
The restriction to 0D global scalings used and no equilibrium calculation
done makes it a rather simple model which is fast to evaluate,
nevertheless the predictions show good agreement with experimental results.
Typical applications include consistency checks of tokamak discharges
before they are deployed for execution and empirical verification
of global scalings with measured time-dependent signals. The implementation
uses open-source tools (Scilab/Scicos - www.scilab.org, and MD-
Splus - www.mdsplus.org) which allow easy porting to other tokamaks
and different computer platforms.
Zeit: Dienstag 10:30–12:30 Raum: Hörsaal H
Fachvortrag P 6.3 Di 11:30 Hörsaal H
Large Area Mass Analyzer — •Mikhail Rashev — Max-Planck
institut für Kernphysik Saupfercheckweg 1 69117 Heidelberg
The presentation deals with the time-of-flight spectrometer for the
chemical analysis of cosmic dust particles in space. The instrument is
based upon impact ionization. This method is a high reliable method
for in-situ dust detection and is well established. Those instruments
flew on-board Helios, Galileo and are still in operation on-board Ulysses
and Cassini-Huygens missions. The new instrument has a large sensitive
area of 0.1m2 to have significant number of measurements far from dust
sources and a mass resolution M
∆M
≥ 100 which covers the most relevant
elements expected in cosmic dust. The instrument has a reflectron configuration
which allows to increase the mass resolution. Most of the ions
released during the impact are collected to the detector. The ion detector
consist of a large area ion-to-electron converter, an electron reflectron
and a microchannel plate detector.
Fachvortrag P 6.4 Di 11:50 Hörsaal H
Bestimmung der Ionenreibungskraft: Vergleich von Theorie und
Experiment — •Markus Hirt, Dietmar Block und Alexander
Piel — IEAP, AG Plasmadynamik, Christian-Albrechts-Universität,
24098 Kiel
Die Reibungskraft, die strömende Ionen auf ein Mikropartikel ausüben,
spielt eine wesentliche Rolle bei einer Vielzahl von dynamischen Effekten
in einem komplexen Plasma, z.B. bei der Entstehung des ’void’-Phänomens.
Für eine quantitative Beschreibung dieser Phänomene ist daher ein
grundlegendes Verständnis der Ionenreibungskraft notwendig. Es existieren
eine Vielzahl theoretischer Modelle [Barnes et al. 1992, Kilgore et al.
P 8 Plasma-Wand-Wechselwirkung I
1993, Khrapak et al. 2002, 2003], die sich im Wesentlichen durch die Wahl
der Abschirmlänge unterscheiden. Eine experimentelle Untersuchung der
Ionenreibungskraft ist daher notwendig, um die existierenden Modelle
kritisch prüfen zu können. In dem Experiment Dodo wurde die Ionenreibungskraft
an frei fallenden Mikropartikel in einem stossfreien Plasma
bestimmt. Sowohl bei hohen Ionenenergien (Ei = 3...45 eV) als auch
bei kleinen Energien (Ei ≈ 50 meV) können quantitative Vergleiche zwischen
Theorie und Experiment vorgenommen werden. Im Rahmen dieses
Vortrages werden die Ergebnisse der Untersuchungen vorgestellt und die
Anwendbarkeit der theoretischen Modelle diskutiert. Details des experimentellen
Aufbaus werden in einem Posterbeitrag dargestellt.
Fachvortrag P 6.5 Di 12:10 Hörsaal H
Dreidimensional ausgedehnte Staubwolken in einer kapazitiv
gekoppelten Hochfrequenzentladung — •Oliver Arp, Markus
Klindworth und Alexander Piel — Institut für Experimentelle und
Angewandte Physik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 24098
Kiel
Die Untersuchung von staubigen Plasmen in kapazitiv gekoppelten HF-
Entladungen ist im Labor häufig aufgrund der herrschenden Gravitationskraft
auf großflächige Staubverteilungen von geringer vertikaler Ausdehnung
in der unteren Randschicht der Entladung beschränkt.
Es ist jedoch unter bestimmten Bedingungen möglich, kleine konvexe
Staubwolken in der Entladung einzufangen. Im Gegensatz zu Experimenten
unter Mikrogravitationsbedingungen sind die hier untersuchten
dreidimensionalen Staubverteilungen nicht von dem ”Void”-Phänomen
betroffen. Die Struktur dieser Wolken wird mit Hilfe von Verfahren zur
dreidimensionalen Erfassung der Partikelpositionen analysiert.
Zeit: Dienstag 14:45–17:05 Raum: Hörsaal D
Fachvortrag P 8.2 Di 15:45 Hörsaal D
First results of the impact of the Dynamic Ergodic Divertor
DED on transport in the plasma edge of TEXTOR measured by
thermal atomic beam diagnostics — •Oliver Schmitz, Marcin
Jakubowski, Michael Lehnen, Ulrich Samm, Bernd Schweer,
and Bernhard Unterberg — Institut für Plasmaphysik, FZ Jülich,
Trilateral Euregio Cluster, EURATOM-Assoziation, 52425 Jülich, Germany
The Dynamic Ergodic Divertor (DED) has recently been installed in
the TEXTOR Tokamak. It consists of 16 magnetic coils wound helically
around inside the torus at the High Field Side (HFS). A magnetic field
pertubation resonant with different m and n mode numbers is induced to
the plasma edge of TEXTOR. An ergodic zone (long connection lengths
of the magnetic field to the wall) and a laminar zone (short connection
lengths) are formed. In this laminar zone the DED forms a helical divertor.
To investigate the impact of these pertubations on transport we
use beam emission spectroscopy of thermal atomic beams. The electron
density ne is measured by a thermal Lithium beam at the Low Field Side
(LFS). With the Helium beam diagnostics installed both at the LFS and
at the HFS of TEXTOR one can measure ne and the electron temperature
Te simultaneously.
In this contribution first indications of the effects of the DED on edge
transport, e.g. changes in the ne decay length, are presented. These find-

Plasmaphysik Dienstag
ings are related to the observations of the DED structures at the inner
wall with a Hα sensitive camera and to the topology of the magnetic
field.
Fachvortrag P 8.3 Di 16:05 Hörsaal D
A new active charge-exchange diagnostic for measuring the
poloidal plasma rotation at the tokamak TEXTOR — •C.
Busch, A. Kreter, B. Schweer, B. Unterberg, and U. Samm —
Institut für Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, Trilateral
Euregio Cluster, EURATOM Association, 52425 Jülich, Germany
The Dynamic Ergodic Divertor (DED) installed recently in the TEX-
TOR tokamak consists of 16 magnetic coils wound helically around the
torus at the high field side. A resonant perturbation of the magnetic field
is induced at the plasma edge where an ergodic zone (long magnetic connection
lengths to the wall) and a laminar zone (short connection lengths)
are formed. In the laminar zone the DED forms a helical divertor. The
study of the impact of the DED on the transport properties is one major
topic of research. In particular the AC operation at frequencies up to 10
kHz is expected to increase the rotation of the plasma.
The observed charge-exchange recombination processes via the CVI
emission line (n = 8 → 7, λ0 = 5290.5 ˚A) are provided by a diagnostic
hydrogen beam. It has already been used to determine radial profiles of
the ion temperature and impurity densities and is now also deployed to
measure the plasma rotation from the doppler shift of the CVI line. For
this the low field side observation (r/a = 1.0 − 0.5) has been equipped
with lines of sight looking at the beam from the top and from the bottom
which provides an in-situ measurement of λ0. The system consists of 20
radial channels with a spatial resolution of 1 cm at the plasma edge, a
best spectral resolution of 0.05 ˚A and a time resolution of 50 ms according
to the modulation period of the beam. Initial results will be given.
Fachvortrag P 8.4 Di 16:25 Hörsaal D
Observation System of a Modulated Supersonic Helium Beam
for the Measurement of Te and ne Fluctuations — •U. Kruezi,
B. Schweer, G. Sergienko, B. Unterberg, and U. Samm — Institut
für Plasmaphysik, FZ Jülich, EURATOM-Association, Trilateral
Euregio Cluster, 52425 Jülich, Germany
A supersonic helium beam diagnostic has been developed for fluctuation
measurements in the boundary plasma of TEXTOR. The ratios of three
helium line intensities at 667.8 nm, 706.5 nm and 728.1 nm are used for
the determination of the electron temperature Te and density ne. The
beam injection system was developed with respect to a low beam diver-
P 9 Diagnostische Methoden II
gence necessary for the measurements of expected wave number spectra
up to kr = 3 mm −1 and fluctuation frequencies up to ν = 100 kHz. The
beam observation system consists of two complementary units. In the
first system the three emission profiles are recorded simultaneously at
the required wavelengths selected by interference filters. The light is combined
in a imaging light guide to one camera (integration time 10 ms).
The second system is made up of three 32-Channel Photomultiplier tubes
(PMT). Each PMT covers the same radial range and the data acquisition
system permits to take the signals of eight spatial channels simultaneously.
A multiplexer system switches between channels within one plasma
discharge for a flexible correlation analysis of the total spatial range observed.
A new PMT electronics operates at a low noise level of 5 mV
compared with the full amplitude of 2 V and is therefore sufficient for
the measurement of relative fluctuation amplitudes down to 0.2 − 1.0%.
The fast signals are relatively calibrated to that from the slow system.
Fachvortrag P 8.5 Di 16:45 Hörsaal D
Untersuchungen an Anoden für Hochdruckentladungslampen
— •J. Mentel, L. Dabringhausen, O. Langenscheidt, S. Lichtenberg,
M. Redwitz und P. Awakowicz — Ruhr-Universität Bochum,
Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik, Universitätsstrasse
150, D-44780 Bochum
Um das anodische Verhalten von Elektroden für Hochdruckentladungslampen
zu untersuchen, wurden in der Bochumer Modell-Lampe Ar-, Xe-,
Ne- und Kr-Lichtbögen mit Strömen von einigen Ampere zwischen Elektroden
aus reinem und thoriertem Wolfram mit unterschiedlichen Abmessungen
betrieben. Aus pyrometrischen Messungen wurden die Temperatur
und die Verlustleistung der Anode, aus Sondenmessungen der elektrische
Anodenfall ermittelt. Ortsaufgelöste spektroskopische Messungen
lieferten die räumliche Verteilung der Elektronentemperatur und -dichte
vor der Anode. Es zeigte sich, dass der Plasmazustand vor der Anode und
damit der Anodenfall nicht nur vom Strom, sondern auch von der Elektrodengeometrie
und dem Füllgas abhängt, dass aber die Anodenverlustleistung,
die nahezu proportional zum Strom ansteigt, nur im geringen
Maße vom Anodenfall und allen anderen Parametern beeinflusst wird.
Dies führt zu einem von der Kathode stark verschiedenen Verhalten. Z.
B. steigt die über die Elektrodengeometrie einstellbare Temperatur der
Anodenspitze wesentlich stärker mit dem Strom an als die der Kathodenspitze.
Dadurch ist es im Wechselstrombetrieb möglich, die Elektrode in
der anodischen Phase für die kathodische Phase vorzuheizen und damit
die kathodische Ansatzform zu beeinflussen. Gefördert durch das BMBF
(FKZ: 13N7763)
Zeit: Dienstag 14:45–17:25 Raum: Hörsaal H
Fachvortrag P 9.2 Di 15:45 Hörsaal H
Radially Resolved Rotational Temperature Profiles of Hydrogen
in an Inductively Coupled Plasma — •Mohammed Abdel-
Rahman, Volker Schulz-von der Gathen, and Hans-Frieder
Döbele — Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, 45117 Essen
Rotational temperatures of hydrogen in an inductively coupled RFdischarge
are measured by optical emission spectroscopy using the rotational
Q-Branch of the Fulcher-α (v=2) system. Radially resolved temperatures
are obtained by Abel inversion (Fourier method) of the first 5
Fulcher line intensities measured with a stepper-motor controlled mirror.
The rotational temperatures are subsequently calculated from the emissivities.
The discharge with an optically accessible distance of 30 mm
between coil window and grounded electrode (φ=100 mm) is operated at
a pressure of 15 Pa and transceiver powers between 150 and 350 W. The
variation of Trot(r) is examined as a function of power. The behaviour
is compared with the emission intensity profile. Results show that there
is no time dependence of Trot obtained neither in H- nor in E-mode in
contrast to capacitively coupled discharges. The rotational temperature
increases with power. On the central axis the temperature decreases from
a maximum near the coil towards the lower grounded electrode. Radially
a nearly constant temperature plateau is obtained in the area below the
coil which is in the range of 400 K in the E-mode at 150 W and more
than 550 K in the H-mode. The rotational temperature falls off rapidly
at distances of more than about 40 mm from the discharge axis.
Fachvortrag P 9.3 Di 16:05 Hörsaal H
Spektroskopische Bestimmung von Plasmaparametern vor
Hitzeschutzmaterialien unter Wiedereintrittsbedingungen
von Raumflugkörpern — •Ronnie Stirn, Kurt Hirsch, Peter
Lindner, Joachim Schneider und Uwe Schumacher — Institut
für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, D-70569
Stuttgart
Die hohen thermischen und mechanischen Belastungen, die beim Wiedereintritt
eines Raumflugkörpers in die Erdatmosphäre auftreten, erfordern
ausgezeichnete Hitzeschutzmaterialien. Aus wirtschaftlicher Sicht
ist eine wartungsarme Wiederverwendbarkeit dieser Materialien notwendig.
Ein vielversprechendes Material ist ein C/C-SiC Kohlenstoff-
Faserverbundwerkstoff in Verbindung mit auf Titandioxid basierenden
Hitzeschutzschichten. Simulationen in einem Plasmawindkanal unter den
Bedingungen, wie sie bei einem Wiedereintritt in der Phase der höchsten
Belastung auftreten, zeigen daß mit dieser Kombination sehr niedrige
Erosionsraten erreicht werden können. Um die bei der Erosion im Detail
ablaufenden Prozesse besser verstehen zu können, wurden spektroskopische
Untersuchungen in der Wechselwirkungszone zwischen dem beim
Wiedereintritt entstehenden Plasma und dem beschichteten Wandmaterial
durchgeführt. Dabei wurde die bereits bei Silizium erfolgreich erprobte
Methode der Grundzustandsdichtebestimmung anhand der Selbstabsorption
bestimmter Spektrallinien erfolgreich auf Titan adaptiert. Hierzu
wurde der Übergang in den Grundzustand des Titantripletts im Wellenlängenbereich
von 363-370 nm untersucht. In diesem Beitrag werden
die spektroskopische Methode und die Ergebnisse präsentiert.

Plasmaphysik Dienstag
Fachvortrag P 9.4 Di 16:25 Hörsaal H
Diagnostik der Dichte metastabiler Zustände in Neon-und Argonniederdruckplasmen
aus Emissionlinienverhältnissen — •M.
Berger 1,2 , U. Fantz 1 und K. Behringer 1,2 — 1 Lehrstuhl für Experimentelle
Plasmaphysik, Institut für Physik, Universität Augsburg,
86135 Augsburg — 2 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EURATOM
Assoziation, 85748 Garching
Für das Verständnis und die Modellierung von Plasmaprozessen ist
die Kenntnis einer Vielzahl von Kenngrößen notwendig. Daher ist es
wünschenswert, die Anzahl der durch nicht–invasive diagnostische Methoden
zugänglichen Kenngrößen zu erweitern, z.B. durch optische Emissionsspektroskopie.
Die vorgestellte Methode der Analyse von Linienverhältnissen
erlaubt Aussagen über die Besetzungen metastabiler
Zustände in Neon- und Argonniederdruckplasmen bei bekannter EEVF.
Diese sind ansonsten nur durch zusätzlichen experimentellen Aufwand,
wie z.B. Absorptionsspektroskopie zugänglich.
Ist aus anderen Diagnostiken die Dichte metastabiler Zustände bekannt,
so erhält man Aussagen über die Form der EEVF, beispielsweise zur Identifikation
von bi–Maxwell-Verteilungen. Die Möglichkeiten und Grenzen
der Methode werden anhand von Messungen an verschiedenen Niederdruckentladungen
diskutiert.
Fachvortrag P 9.5 Di 16:45 Hörsaal H
Spectra of B II in the boundary plasma of TEXTOR: diagnostic
of the boron influx — •D. Borodin 1,2 , I. Beigman 2 , L. Vainshtein
2 , A. Pospieszczyk 1 , S. Brezinsek 1 , and G. Sergienko 1
— 1 Institut für Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, EU-
RATOM Assoziation, TEC, 52425 Jülich, Germany — 2 P.N.Lebedev Institute
RAS, 117924, Leninski pr. 53, Moscow, RF
Spectra of B II after injection of B(CH3)3 through a block of the upper
poloidal limiter of TEXTOR into the boundary plasma close to the
LCFS were obtained. The observation system provides a spatial resolution
along the minor radius. The radial intensity profiles of the various
B II and B I lines were measured during the series of reproducible
discharges with different conditions of ne, Te, NBI, etc. The injection
emission was simultaneously registered with a 2D camera in the light of
a carbon line and by additional wide range spectrometers (200-1000 nm).
This work is a continuation of the similar investigations carried out for
other impurities (O, Si) previously. It was shown that the lines of the
singly ionized species are most convenient for the flux diagnostic.
An appropriate collisional-radiative model (atomic database and the
corresponding level list) was developed and calculations using the GKU
kinetic code were carried out. The ratios of singlet and triplet line intensities
were investigated both by the modelling and the experiment.
A comparison of theoretical and experimental data is presented. The
recomendations about the lines useful for the diagnostic of the B influx
and the corresponding S/XB values are provided.
Fachvortrag P 9.6 Di 17:05 Hörsaal H
On the spectroscopic properties of the ν2 band of the methyl
radical — •G. D. Stancu 1 , P. B. Davies 2 und J. Röpcke 1 — 1 INP-
Greifswald, 17489 Greifswald, Germany — 2 Department of Chemistry,
University of Cambridge, Cambridge CB2 1EW, U.K.
The importance of the methyl radical in plasma kinetics, combustion,
diamond deposition and semiconductor technologies has been shown in
numerous studies. Recently, the presence of the methyl radical in space
has been confirmed and a first evaluation shows that it has a higher
concentration then models predict. In absorption spectroscopy the key
point for quantitative evaluation of the concentration of CH3 is the knowledge
of spectroscopic properties such as line strength, transition dipole
moment or absorption cross section. In the present work a new measurement
of the transition dipole moment of the ν2 band, which lies in the IR
at 16.5 µm, has been performed. Information about translational, rotational
and vibration temperature are obtained. It was established that in
our microwave plasma the population distribution density over rotational
levels in the vibronic ground state is in accordance with Boltzmann′s
Law. This allows us to calculate the line strengths of different transitions
of the ν2 band. A comparison of these values with the theoretical and
other experimental data has been made.
P 10 Postersitzung: Niedertemperaturplasmen Plasmatechnologie II, Staubige Plasmen
II, Magnetischer Einschluss II
Zeit: Dienstag 17:45–19:30 Raum: Foyer
P 10.1 Di 17:45 Foyer
Laserabsorptionsspektroskopie in einer DC-Magnetronentladung
— •Matthias Wolter, Hartmut Steffen und Rainer Hippler
— Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald,
Domstrasse 10a, D-17489 Greifswald
Das Plasma einer DC-Magnetronentladung wurde mittels Laserabsorptionsspektroskopie
untersucht. Als Targetmaterial wurde Aluminium und
als Inertgas Argon verwendet. Durch die Variation der Entladungsleistung
und des Arbeitsdruckes wurden verschiedene Entladungsbedingungen
generiert. Der von einer Laserdiode ausgesandte Laserstrahl durchquert
das Plasma in der Ebene, in der sich später das Substrat befinden
wird.
Die Wellenlänge des Lasers liegt bei 396,15 nm und detektiert den
Übergang vom resonanten 2 S1/2- in den metastabilen 2 P3/2- Zustand des
gesputterten Aluminiums.
Das Absorptionsprofil wurde durch einen Messrechner aufgenommen
und anschließend verarbeitet. Dadurch gelang es, die Teilchendichte und
die Temperatur der untersuchten metastabilen Aluminiumatome zu ermitteln.
P 10.2 Di 17:45 Foyer
Langmuir-Sondenmessungen in einer DC-Magnetronentladung
— •Vítĕzlav Stra˘nák 1 , Stefan Wrehde 2 , Hartmut Steffen 2 ,
Milan Tich´y 1 und Rainer Hippler 2 — 1 Faculty of Mathematics
and Physics, Department of Electronics and Vacuum Physics, Charles-
University Prague, V Hole˘sovičkách 2, 18000 Prague 8, Czech Republic
— 2 Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald,
Domstrasse 10a, D-17489 Greifswald
In einem DC-Magnetronplasma zur reaktiven Abscheidung von
TiNx/TiOx-Schichten wurden mit einer Langmuir-Sonde Messungen der
Plasmaparameter Elektronentemperatur, Elektronendichte und Plasmapotential
durchgeführt. Ihre Abhängigkeit von der Entladungsleistung,
dem Inertgasdruck, der Gaszusammensetzung und dem Betriebsmodus
des Magnetrons (balanced oder unbalanced) wurde untersucht. Zur
räumlichen Auflösung wurde die Position der Sonde variiert.
Die mittlere Energie der Elektronen wurde aus dem Integral der zweiten
Ableitung der Sondenkennline und die Elektronendichte mit Hilfe des
OML-Modells im Elektronenbeschleunigungsregime (sog. I 2 e über VP -
Plot) berechnet, das Plasmapotential erhält man als Nullpunkt der zweiten
Ableitung.
P 10.3 Di 17:45 Foyer
Emissionsspektroskopie und Sondenmessungen an einer Helikonentladung
— •Bernd Clarenbach, Michael Krämer und
Bernd Lorenz — Ruhr-Universität Bochum
An der gepulsten Helikonentladung HE-L wurde die Intensität zahlreicher
Argonlinien mit Lichtleitersonden zeitlich und örtlich aufgelößt gemessen.
Die Elektronentemperatur wurde aus Linienverhältnissen mit einem
Stoss-Strahlungsmodell unter der Annahme einer Maxwellverteilung
bestimmt. Die Temperaturen, die aus Messungen mit Langmuir-Sonden
gewonnen wurden, zeigen gute Übereinstimmunge mit den spektroskopischen
Messungen. Um die Heizung der Elekronen durch die Helikonwelle
genauer zu untersuchen, wurde eine Doppelpulstechnik angewandt, wobei
der erste Puls (Targetpuls konstanter HF-Leistung) von einem Puls
mit variabler Leistung gefolgt wird. Der Temperaturanstieg der aus den
Anstiegszeiten der Linienintensitäten ermittelt wurde, stimmt mit Sondenmessungen
gut überereinstimmt und kann durch Heizung der Elektronen
im Hauptteil der EEDF (in guter Näherung eine Maxwellverteilung)
verstanden werden. Um zu klären, ob stoßlose Heizprozesse wie
Elektrontrapping eine Rolle spielen, wurde der zeitliche Intensitätverlauf
einer kurzlebigen Ar + Linie auf der Zeitskala der HF untersucht (Photonenzählung).
Aufgrund der hohen Anregungsenergie hängt die Intensität
stark vom Schwanz der Verteilungsfunktion ab. Die Modulation der Intensität,
die von einigen Autoren beobachtet wurde, konnte bei unseren
typischen Entladungparametern nicht beobachtet werden.
Diese Arbeit wurde von der DFG durch den SFB 591, Projekt A7
gefördert.

Plasmaphysik Dienstag
P 10.4 Di 17:45 Foyer
Absorptionsspektroskopische Messungen von Argongasdichte
und -temperatur an der gepulsten Helikon-Entladung HE-L —
•S. Lützenkirchen, B. Clarenbach und M. Krämer — Experimentalphysik
II, Ruhr-Universität Bochum
An einer Helikonentladung mit helischer HF-Einkopplung wurden
zeitaufgelöste absorptionsspektroskopische Messungen an Ar*( 3 P0) und
Ar*( 3 P2) metastabilen Atomen durchgeführt. Die Absorptionsprofile
der 772,42 nm und 772,38 nm Ar-Linie wurden mit einem Single-Mode
Diodenlaser aufgenommen und aus ihnen die Temperatur und Dichte der
metastabilen Atome bestimmt. Da diese in der hochdichten Entladung
über Elektronenstöße stark mit den Atomen im Grundzustand gekoppelt
sind, spiegelt die Profilbreite somit die Gastemperatur wieder, und es
kann über die Profilfläche auf die Gasdichte geschlossen werden. Um die
Entwicklung des axial asymmetrischen Helikonplasmas aus der induktiv
gekoppelten Entladung, insbesondere auch die Neutralgasdynamik,
zu verstehen, wurden außerdem Elektronendichte und -temperatur
gemessen (Langmuir-Sonden, 4mm-Mikrowelleninterferometer, Emissionsspektroskopie).
Aufschlußreich ist auch das Afterglow der
Helikonentladung, in dem die angeregten, also auch die gemessenen metastabilen
Argonatome, über e − - Ar + -Rekombination gebildet werden.
Die Untersuchungen wurden in einem weiten Parameterbereich (externes
Magnetfeld B0, Leistung, Druck, Neutralgasfluss) durchgeführt.
Unterstützt durch die DFG (SFB 591, Projekt A7)
P 10.5 Di 17:45 Foyer
Charakterisierung der kurzwelligen Fluktuationen in der
Helikon-Entladung HE-L — •B. Lorenz 1 , B. Clarenbach
1 , M. Krämer 1 , V. L. Selenin 1 und Yu. M. Aliev 2 —
1 Experimentalphysik II, Ruhr-Universität Bochum — 2 Lebedev-Institut,
Moskau, Russland
Die kurzwelligen Dichte- und Potentialfluktuationen, die durch Helikonwellen
in einer Helikonentladung mit helischer HF-Einkopplung angeregt
werden, wurden mit Korrelationstechniken untersucht. Mittels einer
Anordnung aus vier elektrostatischen HF-Sonden wurden die Spektren
aller Wellenzahlkomponenten und ihre mittlere spektrale Breite frequenzaufgelöst
bestimmt. Die Wellenzahlen senkrecht zum externen Magnetfeld
B0, die zum Teil (kradial) auch mit mit einer Mikrowellenstreudiagnosik
(Cross-Correlation Enhanced Scattering) gemessen wurden, liegen
zwei Größenordnungen über der parallelen Komponente. Die niederfrequenten
Fluktuationen wurden als Ionenschallwellen identifiziert, die
vom Plasmazentrum (Maximum der Helikonwellenabsorption) zum Plasmarand
propagieren. Das niederfrequente Seitenband der Anregungsfrequenz
von 13,56 MHz folgt etwa der Dispersion der elektrostatischen
Trivelpiece-Gould-Wellen. Die zeitliche Entwicklung der Fluktuationen
(ohne Frequenz- und Wellenzahlauflösung) und ihre Abhängigkeit von
der HF-Leistung legen nahe, dass diese durch eine parametrische Instabilität
entstehen. Die Amplituden, Anwachsraten und Schwellwerte der
Fluktuationen werden mit theoretischen Vorhersagen (insbesondere Zerfallsinstabilität)
verglichen.
Unterstützt durch die DFG (436 RUS 590 & SFB 591, Projekt A7)
P 10.6 Di 17:45 Foyer
ECR heating in a helicon device — •Jacob Zalach, Ramin
Madani, Olaf Grulke, and Thomas Klinger — EURATOM Assosiation,
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Teilinstitut Greifswald,
D-17491 Greifswald
Helicon plasma sources are attracting a great research interest due to
the efficient use of rf power. High densities can be achieved with only a
few kW of rf power. In our device a helicon plasma with densities of up
to 10 19 m −3 is created. Nevertheless, the electron temperatures in helicon
plasmas are generally low and in the range of only 2 to 5 eV. The
combination of high plasma density and low electron temperature, leads
to a highly collisional plasma in which Coulomb collisions are dominant.
If under these circumstances the collisionality is reduced, due to higher
electron temperature, one could expect to observe electromagnetic drift
wave phenomena. In this work, an additional ECR heating to the helicon
plasma is realised through the installation of a microwave device opposite
the helicon source. The VINETA device is 4.5 m long and is operated at
5 kW maximum rf power. The plasma is confined by a linear magnetic
field of up to 100 mT. A right-hand circularly polarised wave at 2.45
GHz is fired against a background helicon plasma. The configuration of
the coils can be adjusted easily to accommodate the resonant absorption
and the effective coupling of the microwave along the ambient axial
magnetic field. First diagnostic studies on changes to the collisionality
by additional ECR heating are presented.
P 10.7 Di 17:45 Foyer
Theoretische Beschreibung einer strukturbildenden planaren
dielektrischen wechselspannungsgetriebenen Barrierenentladung
— •L. Stollenwerk 1 , H.-G. Purwins 1 , I. Brauer 1,2 und
J.-P. Boeuf 3 — 1 Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut
für Angewandte Physik, Corrensstr. 2/4, 48149 Münster — 2 z.Zt.
Robert Bosch GmbH, Robert Bosch Str. 2, 71701 Schwieberdingen —
3 CPAT, CNRS ESA 5002, Université Paul Sabatier, 31062 Toulouse,
Frankreich
Bei geeigneter Wahl der Parameter können in einer lateral ausgedehnten
dielektrischen Barrierenentladung räumliche Strukturen in der
Leuchtdichte beobachtet werden. Häufig handelt es sich dabei um Stromfilamente
zwischen den Elektroden. Die Filamente können sich auf den
Elektroden bewegen und miteinander wechselwirken. Aufgrund ihrer inneren
Stabilität können die Filamente als solitäre Objekte betrachtet
werden.
Die Gasentladung wird mit einem Drift-Diffusions-Modell beschrieben,
welches numerisch gelöst wird. Die Simulationsergebnisse zeigen die
Zündung der Gasentladung und die Strukturierung des homogenen Zustandes.
Die Ergebnisse werden mit experimentellen Daten verglichen.
Um die stochastische laterale Dynamik der Filamente, die sich auf einer
Zeitskala von einigen zehntel Sekunden abspielt, zu beschreiben, wird
diese Bewegung mit einer Langevin-Gleichung modelliert. Mit einer statistischen
Auswertung experimenteller Daten können so die intrinsische
Geschwindigkeit und die Rauschintensität der Bewegung bestimmt werden.
P 10.8 Di 17:45 Foyer
Travelling Bifurcation and Interaction of Dissipative Solitons in
Planar DC Gas-Discharge Systems with High Ohmic Barrier —
•Hans-Georg Purwins 1 , Hendrik U. Bödeker 1 , Andreas W.
Liehr 1 , Rudolf Friedrich 2 , and Till D. Frank 2 — 1 Institut für
Angewandte Physik, Corrensstr. 2/4, D-48149 Münster — 2 Institut für
Theoretische Physik, Wilhelm-Klemm-Str. 9, D-48149 Münster
Planar dc gas-discharge systems exhibit a large variety of self-organized
dissipative patterns. Of particular interest for the present talk are welllocalized
solitary patterns that show up as bright spots in the discharge
plane. These spots that we refer to as dissipative soltitons (DSs) are the
projection of the luminescence radiation of well defined current filaments
onto the discharge plane. Experiments prove that DSs are generic patterns
and that they are rather robust with respect to interaction in the
form of scattering or formation of molecules and that they may be annihilated
or generated as a whole. In addition patterns of higher complexity
are observed in which DSs act as elementary constituents.
Here we report on the first observation of the bifurcation of a stationary
to a travelling DS using new statistic data analysis methods. With
similar techniques also for the first time it was possible to determine
from experimental data the interaction function of DSs. We also discuss
the mechanisms being responsible for the stability and the interaction.
Hereby we consider the experimental planar gas-discharge system as a
3-component reaction-diffusion system.
P 10.9 Di 17:45 Foyer
Zum Verhalten von Ionisationswellen in einem longitudinalen
Magnetfeld. — •Ruslan Kozakov, Holger Testrich und Christian
Wilke — Institut für Physik, Universität Greifswald, 17489 Greifswald
Es wurden die Eigenschaften von Ionisationswellen in einem longitudinalen
Magnetfeld untersucht. Die Messungen wurden bei einem Druck
von p0=1.5 Torr und Entladungsströmen zwischen 5 mA und 30 mA, sowie
Magnetfeldstärken von 0-200 mT gemacht. In Abhängigkeit von der
Magnetfeldstärke wurden die Wellenlänge, Frequenz und mittlere elektrische
Feldstärke gemessen. Die Experimente zeigten eine nicht monotone
Abhängigkeit des elektrischen Feldes von der Magnetfeldstärke, welche
mit dem Übergang zwischen verschiedenen Wellentypen verknüpft
ist. In Niederdruckglimmentladungen werden die verschiedenen Schichttypen
mit der sogenannten Novak-Konstanten charakterisiert. Es wurde
beobachtet, dass mit steigender Magnetfeldstärke ein Übergang zwischen
den verschiedenen Schichttypen stattfand. Mit der Methode der
BOD Dekomposition konnte die Koexistenz von zwei Schichttypen in
Übergangsbereichen nachgewiesen werden.

Plasmaphysik Dienstag
P 10.10 Di 17:45 Foyer
Untersuchung zum Einfluss eines longitudinalen Magnetfeldes
auf die Länge des Faradayschen Dunkelraums. — •Falk Ziegler,
Holger Testrich, Ruslan Kozakov und Christian Wilke
— Institut für Physik, Universität Greifswald, 17489 Greifswald
Um den Einfluss eines externen longitudinalen Magnetfeldes auf die
Länge des Faradayschen Dunkelraumes zu untersuchen, wurden Messungen
an zylindrischen Neon-Glimmentladungen bei verschiedenen Entladungsströmen
im Bereich von I = 5mA bis 30mA sowie verschiedenen
Magnetfeldstärke zwischen 0mT und 195mT durchgeführt. Desgleichen
konnte auch die Abhängigkeit der Länge des Faradayschen Dunkelraums
vom Radius des Entladungsgefäßes mit Hilfe von Messungen bei konstantem
Druck Messungen jedoch unterschiedlichen Radien demonstriert werden.
Das Ergebnis des Experimentes zeigte eindeutig, dass mit steigender
Magnetfeldstärke eine Vergrößerung des Faradayschen Dunkelraumes in
axialer Richtung erfolgt, was mit abnehmenden Verlusten an der Wand
erklärt werden kann. Ein einfaches hydrodynamisches Modell wurde zur
Beschreibung des Phänomens benutzt und gestattet einen Vergleich von
experimentellen und theoretischen Ergebnissen.
P 10.11 Di 17:45 Foyer
Anwachsprozesse von Kupfernanopartikel im Plasma und in
Flüssigkeiten — •Gerd Gebauer, Thomas Galka und Jörg Winter
— Ruhr-Universität Bochum, Institut für Experimentalphysik II
Nanopartikel sind insbesondere für die moderne Materialtechnologie
von zentraler Bedeutung. Hierbei ist es besonders wichtig die Anwachsprozesse
von Nanopartikeln kleiner als 20nm insitu zu messen und deren
Materialeigenschaften während des Anwachsprozesses gezielt zu beeinflussen.
Für die Beobachtung dieser Prozesse wird die Mie-Ellipsometrie verwendet
[1][2][3]. Bei den bisherigen Arbeiten [3][4][5] wurden Partikel
ab einer Grösse von ca. 20nm und deren dielektrischen Materialeigenschaften
insitu gemessen. In dieser Arbeit wird insbesondere über Vergleichsmessungen
an Anwachsprozesse in Flüssigkeiten aufgezeigt, dass
diese Messtechnik auch unterhalb einer Partikelgrösse von 20nm geeignet
ist die Partikelgrösse und die dielektrischen Materialeigenschaften zu
bestimmen und dass in diesem Grössenbereich die Messwerte von den
Erwartungen der Mie-Theorie abweichen und auf der Grundlage einer
Molekularen-Streutheorie erklärt werden müssen.
[1]Y.Hayashi, Japan Journal of Applied Physics, 33, L476(1994).
[2]G.Swinkels,Proefschrift, Technische Universiteit Eindhoven, (1999).
[3]G.Gebauer, Dissertation, Ruhr-Universität Bochum, (2001).
[4]T.Galka, Diplomarbeit, Ruhr-Universität Bochum, (2002).
[5]G.Gebauer,T.Galka et.all, 29th EPS Conference on Plasma Physics
and Controlled Fusion, Montreux, (2002).
P 10.12 Di 17:45 Foyer
Influence of atomic hydrogen on a:C-H film properties —
•Olivera Stepanovic, Johannes Berndt, and Jörg Winter —
Experimentalphysik II, Ruhr-Universität Bochum
Amorphous carbon films (a-C:H) have found a great number of industrial
and technical applications. They are widely used as protective
coatings on optical devices, as wear resistant coatings etc. Depending on
the deposition conditions (gas composition, ion energy etc.) the films can
vary from soft polymer-like to hard hydrogen free diamond-like carbon
films (DLC). Although they are intensively invesigated during the last 30
years the understanding of their growth mechanism is still not well understood.
For the investigation of deposition processes the expanding and
ICP/CCP plasmas are used with an additional hydrogen atom source.
The deposited films are characterized by means of ex-situ ellipsometry,
Raman spectroscopy, XPS, RBS, NRA and AFM. This work was partially
supported by the DFG in the frame of SFB 591 and by BMBF in
the frame of the project FKZ 13N 8049.
P 10.13 Di 17:45 Foyer
Characterisation of polymer films deposited by a DBD in
Ar/fluorocarbon mixtures — •Igor Vinogradov and Achim
Lunk — Institut fuer Plasmaforschung, Universitaet Stuttgart,
Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart, Germany
Deposition of polymer films in a dielectric barrier discharges (DBD) at
atmospheric pressure have been studied. Surface tension measurement,
FTIR absorption spectroscopy, SEM and XPS methods were applied to
get information on atomic content and surface topology of polymer films
depending on fluorocarbon type and its concentration. The following fluorocarbon
molecules have been studied: CF4, C2F6, C3HF7, and c-C4F8.
From XPS spectra was found that polymer films can be deposited if the
ratio F/C of primary fluorocarbon molecule is smaller than/or close to
3. FTIR absorption spectroscopy of the films on Si wafer indicates that
the main absorption belongs to CF2-groups (1220 cm-1). In addition, absorption
peaks which belong to amorphous PTFE (723-741 cm-1), CF3groups
(980 - 986 cm-1 and 1285 cm-1) and CF-groups (1090 cm-1 and
1340 cm-1) are also observed in the spectra. FTIR absorption spectra and
XPS both together show that cross linking effect during plasma polymerisation
process increases with increasing H atom content in fluorocarbon
molecule.
P 10.14 Di 17:45 Foyer
Spectral investigation of a radio frequency plasma jet operating
from low to high pressure — •Dragos Liviu Crintea 1,2 ,
Cristina Petcu 2 , Sorin Vizireanu 2 , Andrada Lazea 2 , Bogdana
Mitu 2 , and G. Dinescu 2 — 1 Insitut für Experimentalphysik V, Ruhr
Universität Bochum, Germany — 2 Low Temperature Plasma Physics Department,
National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics,
Bucharest, Romania
A radiofrequency plasma jet source has been developed, operating in
the pressure domain, from low (10 −2 mbar) up to atmospheric pressure.
The plasma spatial distribution and plasma color are strongly dependent
upon pressure and mass flow. Spectral studies of the jet and images
taken by a digital camera when passing from low pressure to high pressure
regimes are presented and discussed. Special emphasis is on the role
played by pressure and mass flow on the operation of the source. Simulation
of molecular spectra and comparison with experimental data has
been applied in order to determine the molecular temperature. We focus
on the N2 SPS and γ NO spectral systems for the spectral analysis. The
contribution of electronic processes to spectra excitation is discussed.
P 10.15 Di 17:45 Foyer
Messung von Ionisierungsquerschnitten plasmatechnologisch
relevanter Moleküle — •Ralf Basner — Institut für
Niedertemperatur-Plasmaphysik, F.-L.-Jahn-Str. 19, 17489 Greifswald
Die direkte und die dissoziative Elektronenstoßionisierung von reaktiven
Molekülen sind fundamentale Prozesse in Niederdruckplasmen für
technische Anwendungen. Die Quantifizierung des Ionisierungsprozesses
ist unerlässlich für das Verständnis, die Modellierung und die Optimierung
der jeweiligen Plasmabedingungen. Die absoluten partiellen
Querschnitte für die einfach und die doppelt geladenen positiven Ionen
der Prozessgase Chlor (Cl2) und Siliziumtetrachlorid (SiCl4) wurden
mit einem speziellen Flugzeitmassenspektrometer im Energiebereich vom
Schwellwert bis zu 200 eV experimentell bestimmt. Im Bereich niedriger
Stoßenergien dominiert für Cl2 die direkte Ionisierung zu Cl + 2 und erst
bei Energien ab 40 eV nimmt die dissoziative Erzeugung von Cl + vergleichbare
Werte an. Beim SiCl4 werden im unteren Energiebereich SiCl + 4
und SiCl + 3 zunächst nahezu gleichwertig erzeugt und erst mit wachsender
Stoßenergie verschiebt sich der Schwerpunkt zugunsten der dissoziativen
Ionisierung. Die Fragmentionen beider Moleküle werden vollständig erfasst,
obwohl für sie das Auftreten von zum Teil erheblichen kinetischen
Anfangsenergien nachgewiesen wird. Die Summe aller partiellen Querschnitte
ergibt den totalen Ionisierungsquerschnitt.
P 10.16 Di 17:45 Foyer
Self Consistent Transport Computations in Tokamak Global
Fluxtube Geometry — •Bruce Scott — Max-Planck-IPP, Euratom
Association, Garching, Germany
Computations in globally consistent fluxtube geometry in recent years
have shown tokamak turbulence and anomalous transport to have a statistical
and energetic character not necessarily following from corresponding
linear instabilities. The statistical equilibrium resulting from the interaction
with large scale ExB flows is part of that interaction. We now
present the next step in the evolution of these computations: the fully
self consistent interaction with the MHD equilibrium as well as the much
slower diffusive relaxation of the profiles. Both simple fluid and comprehensive
gyrofluid versions are presented; while the basic interactions are
accessible with four field models following densities and currents, several
phenomena of central relevance to experiments depend on the dynamics
of the temperatures and parallel heat fluxes of each charged species as
well. Progress towards the goal of a fully self consistent description of the
tokamak edge including the inhomogeneous transition from edge to core
parameters will be reported.

Plasmaphysik Dienstag
P 10.17 Di 17:45 Foyer
Messung magnetischer Fluktuationen im Torsatron TJ-K —
•C. Elsner, K. Rahbarnia, M. Ramisch, N. Mahdizadeh und
U. Stroth — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Christian-Albrechts-Universität, 24098 Kiel
Die Bedeutung von elektrostatischer Turbulenz für den Transport in
Fusionsplasmen ist weitgehend anerkannt und zahlreiche experimentelle
Untersuchungen wurden diesem Thema in den letzten Jahren gewidmet.
Hingegen ist über den Beitrag der magnetischen Fluktuationen für den
Transport wenig bekannt. Aufgrund der Kopplung der elektrostatischen
Turbulenz an Alfvén-Wellen ist auch in Niedrig-β-Plasmen mit
magnetischen Fluktuationen zu rechnen.
TJ-K ist ein Experiment, bei dem die raum-zeitliche Struktur der elektrostatischen
Turbulenz durch Messungen gut bekannt ist. In dieser Arbeit
soll die Magnetfeldkomponente der Fluktuationen mit ˙B-Sonden im
gesamten Plasma gemessen und mit den elektrostatischen Fluktuationen
verglichen werden. Zusätzlich werden die resultierenden Ergebnisse
mit analogen Analysen an mit dem DALF3-Code berechneter Turbulenz
gegenübergestellt.
P 10.18 Di 17:45 Foyer
A new tool for Alfven-Eigenmode analysis — •Stefan Zegenhagen,
Andreas Werner, Thomas Klinger, and Arthur
Weller — Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Wendelsteinstraße
1, 17489 Greifswald
Mirnov diagnostic has proven to be a useful technique to detect Alfven-
Eigenmodes in magnetically confined plasmas. The simple experimental
setup and easy operation has made it a widely used tool in fusion research.
But the interpretation of the data is usually quite complicated
due to relatively high noise levels, non-evenly spaced probes, and the
common coexistence of more than one mode. Here, a new analysis tool
is presented that is based upon the well known lomb periodogram. It
allows to perform a time, frequency and mode number resolved analysis
of Mirnov data while including the data of all Mirnov probes, which
may be unevenly spaced and sampled. First results for W7-AS data are
presented.
P 10.19 Di 17:45 Foyer
Electron cyclotron resonance heating in the WEGA stellarator
— •Yurij Podoba, Kinga Horvath, Heinrich P. Laqua, Johann
Lingertat, and Friedrich Wagner — Max-Planck-Institut
fur Plasmaphysik, Euratom Association, TI Greifswald, Wendelsteinstr.
1, 17491 Greifswald, Germany
The plasma in the WEGA stellarator is created and heated by microwaves
at 2.45 GHz and Pmax=6 kW.
Initially, the microwaves were launched through a cylindrical tube the
from low field side of the torus, in O-mode. The resonant toroidal magnetic
field was located near the centre of the vacuum chamber.
Using this heating scenario, hollow profiles of el. density and temperature
were observed, and the maxima of density and temperature, as well
as the cut-off layer were located outside the last closed flux surface. Only
a small part of the heating power reached the centre region after OXB
conversion.
For the OXB process to be effective the wave has to be launched at an
oblique angle to the magnetic surface, it is 45 deg for 1st harm.
The OXB conversion efficiency was further improved by cutting the antenna
tube under an angle of 45 deg which increased the power launched
at optimum oblique angle. With this antenna we obtained flat or peaked
density profiles.
In this paper the latest results of antenna shape optimisation will be
presented.
P 10.20 Di 17:45 Foyer
3D fluid simulation of the ergodic edge plasma layer
in TEXTOR-DED — •Derek Harting 1 , D. Reiter 1 , M.
Kobayashi 2 , Y. Feng 3 , and T. Haberscheidt 1 — 1 Institut für
Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, Euratom Association,
Trilateral Euregio Cluster, 52425 Jülich — 2 National Institute for Fusion
Science, 322-6 Oroshi, Toki 509-5292, Japan — 3 Max-Planck-Institut
für Plasmaphysik, Euratom Association, 17491 Greifswald
Prior to the experimental campaigns with the newly installed Dynamic
Ergodic Divertor (DED) at the TEXTOR tokamak a series of 3D edge
plasma fluid simulations has been carried out. The main goal of these numerical
experiments is the identification of sensitive parameters. We have
employed the EMC3-EIRENE code, for the solution of the plasma fluid
equations coupled to a kinetic treatment of the recycling neutrals. The
3D magnetic field topology is obtained from a combination of magnetic
equilibrium calculations (DIVA) with field line tracing to account for
the DED perturbation field. Keeping the unknown perpendicular plasma
transport coefficients at fixed (anomalous) values typical for fusion edge
plasmas, we identify the combined effect of equilibrium and magnetic
perturbation as essential for the overall plasma dynamics in the DEDedge.
E.g., the pathways for particle and energy loss from the confined
plasma to the divertor target are shown to be significantly influenced by
this combined effect. For edge topologies typical for TEXTOR DED a
separate treatment of the ”laminar” (short field line) and the (partially)
ergodised field zone, as earlier proposed, seems to be ruled out due to
these sensitivities.
P 10.21 Di 17:45 Foyer
Modelling of the effects from the Dynamic Ergodic Divertor
(DED) on global plasma behavior in TEXTOR — •X. Loozen,
M. Tokar, and R. Wolf — Institut für Plasmaphysik, Forschungszentrum
Jülich GmbH, EURATOM Association, D-52425 Jülich, Germany
Control of transport processes at plasma edge of fusion devices is important
to maintain stationary operation of thermonuclear reactors. One
way to achieve this is the application of Ergodic Divertors (ED). ED generate
perturbations of the magnetic field at the plasma edge and change
significantly plasma transport properties. ED have been tested on several
tokamaks and recently, the operation of TEXTOR with the Dynamic Ergodic
Divertor (DED) has been started. In order to investigate the effect
of DED on the global plasma behavior some amendments will be made in
the 1-D transport code RITM. This code can not be, however, applied in
the laminar zone, where magnetic field lines make relatively short excursions
between intersections of divertor plates. By using a simple model
for the DED magnetic field, the width of the laminar zone is estimated
analytically as a function of the position of the resonant surface, the amplitude
and poloidal mode number m of the perturbation. It is shown
that the laminar zone width depends almost linearly on the perturbation
amplitude for high values of m. For low m values, the laminar zone width
increases non-linearly with the amplitude. It is also demonstrated that
the laminar zone becomes thinner with increasing mode number.
P 10.22 Di 17:45 Foyer
Zur Aufladung von mikrodispersen Teilchen im Plasma —
•Maik Fröhlich 1 , Holger Kersten 2 und Rainer Hippler 1 —
1 Institut für Physik, E.-M.-Arndt-Universität, Domstr. 10a, — 2 INP
Greifswald, F.-L.-Jahn-Str. 19, D-17489 Greifswald
Das Interesse an Komplexen (staubigen) Plasmen wächst stetig, wobei
dieses Interesse sowohl in der Beschreibung von Kometenschweifen, interstellaren
Wolken und planetaren Ringsystemen begründet ist als auch
in technischen Anwendungen zur Veränderung von Partikeleigenschaften
mikrodisperser Teilchen, durch z.B. Wachstum oder Beschichtung, in einem
Prozessplasma.
Zur Behandlung dieser 100 nm bis 100 µm großen Teilchen ist es notwendig,
deren Ladung infolge des Stromes von Ionen und Elektronen auf
die Partikel möglichst exakt zu kennen.
Es soll das häufig verwendete Modell des Kugelkondensators diskutiert,
die Grenzen aufgezeigt und eine Beschreibung durch die Charakterisierung
der Oberflächenladungsdichte sphärischer Partikel auf der Basis von
Plasma-Wand-Wechselwirkungsprozessen dargestellt werden. Die Resultate
werden mit experimentellen Ergebnissen verglichen.
P 10.23 Di 17:45 Foyer
Coulomb-Kristallisation in expandierenden laser-gekühlten
neutralen Plasmen — •Thomas Pohl, Thomas Pattard und
Jan-Michael Rost — MPI für Physik komplexer Systeme, Dresden
Fortschritte in experimentellen Techniken zum Einfangen und Kühlen
atomarer Gase haben es in den letzten Jahren ermöglicht, erstmals ultrakalte
Plasmen (T ≪ 1K) durch Photoionisation laser-gekühlter Atome
zu erzeugen. Dabei heizt sich jedoch das Plasma aufgrund der Ausbildung
von räumlichen Korrelationen einerseits sowie durch Dreikörper-
Rekombination anderseits sehr schnell auf, sodass es unmöglich ist, auf
diese Weise ein stark gekoppeltes Plasma zu erzeugen. Eine mögliche
Lösung dieses Problems besteht darin die Ionen während der Expansion
weiter zu kühlen.
Wir beschreiben ein solches Szenario auf der Basis einer Hybrid-
Molekular-Dynamik-Methode, die es erlaubt das Plasma auf experimentellen
Zeitskalen (≈ 100µs) zu untersuchen und gleichzeitig die

Plasmaphysik Dienstag
stark gekoppelte Ionen-Dynamik einzubeziehen [2]. Es zeigt sich, dass
zusätzliches Doppler-Kühlen die Expansion des Plasmas erheblich modifiziert
und damit die Bildung eines Plasmas mit exotischen Eigenschaften
ermöglicht, in dem die elektronische Komponente schwach gekoppelt
ist während die Ionen Effekte starker Kopplung aufweisen. In
Abhängigkeit von den Plasmaparametern führt dies zum Auftreten einer
gitterähnlichen Ordnung (Nahordnung) oder sogar zur Ausbildung von
Schalen-Strukturen (Fernordnung) während der Expansion.
[1] T. C. Killian et al., Phys. Rev. Lett. 83, 4776 (1999)
[2] T. Pohl, T. Pattard and J. M. Rost (eingereicht)
P 10.24 Di 17:45 Foyer
Dynamic Properties of Finite Coulomb Clusters in Colloidal
Plasmas — •Ryuta Ichiki 1,2 , Yuriy Ivanov 1 , and Andre Melzer 1
— 1 Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald,
17489 Greifswald — 2 Interdisciplinary Graduate School of Engineering
Sciences, Kyushu University, Kasuga, Fukuoka 816-8580, Japan
Finite Clusters in colloidal plasmas consist of a small number of microspheres
(N = 1...200) trapped in the sheath of a discharge plasma. The
particles acquire high negative charges and interact via their Coulomb
repulsion. They are confined by strong vertical and weak horizontal (radial)
potential wells, thus forming 2D concentric structures. The particles
are illuminated by lasers and are observed with video cameras. The dynamic
properties of these Coulomb clusters are described by their normal
modes. Here, we present experiments on finite clusters in our new plasma
chamber that was recently set up in Greifswald. In these experiments, the
mode properties of finite Coulomb clusters have been determined for different
particle numbers N. One of our goals is to relate the dynamic
properties of these finite systems to the dispersion relation of waves in
infinite systems. As a more technical problem, the influence of the video
frame rate on the analysis of the dynamic properties is also investigated.
P 10.25 Di 17:45 Foyer
Beeinflussung und Vorhersage von Partikelverteilungen in
Komplexen Plasmen unter Mikrogravitation — •Markus
Klindworth, Oliver Arp und Alexander Piel — Institut für Experimentelle
und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität
Kiel, 24098 Kiel
Plasmen mit einer zusätzlich injizierten Teilchenspezies in Form von
geladenen Mikropartikeln bezeichnet man als Komplexe Plasmen. Unterliegen
diese Partikel beobachtbarer Größe der Gravitation, so lassen sie
sich lediglich in der unteren Randschicht z.B. einer HF-Entladung einfangen.
Unter Schwerelosigkeit verteilen sich die Partikel im Plasmavolumen
– es werden aber auch die Effekte kleinerer Kräfte, wie dem “Iondrag”,
deutlich. Der Impulsübertrag der aus dem Plasma strömenden
Ionen auf die Staubteilchen drängt diese aus dem Zentrum der Entladung,
ein staubfreier Bereich (“void”) entsteht. Quantitativ ist dieser
Effekt noch nicht völlig verstanden. Durch die Manipulation des Plasmas
mit Hilfe segmentierter Elektroden oder elektrostatischer Anregung
durch eine Langmuir-Sonde läßt sich die Form des Voids verändern und
die Reaktion und neue Gleichgewichtslage der Partikel studieren. Ein
einfaches Modell zum Gleichgewicht zwischen elektrischer Feldkraft und
“Ion-drag” erlaubt die Vorhersage von Staubverteilungen unter Mikrogravitation
durch Messung von Plasmaparameterprofilen im staubfreien
Plasma. Das für die Experimente aufgebaute Parabelflugexperiment
dient zudem dem Test von Konzepten und Prototypen für ein Gemeinschaftsexperiment
(IMPACT/IMPF) an Bord der ISS.
P 10.26 Di 17:45 Foyer
Sondenerzeugte staubfreie Bereiche in Komplexen Plasmen
unter Schwerelosigkeit — •Markus Klindworth 1 , Alexander
Piel 1 und André Melzer 2 — 1 Institut für Experimentelle und Angewandte
Physik, Christian-Albrechts-Universität Kiel, 24098 Kiel —
2 Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, 17489
Greifswald
Als “voids” werden scharf begrenzte staubfreie Bereiche in Komplexen
Plasmen bezeichnet. Sie treten besonders deutlich in Hochfrequenzentladungen
mit induzierten mikrometergroßen Partikeln unter Scherelosigkeit
auf. Die Entstehung dieser “voids” wird den entgegengesetzten
elektrischen Feld- und Ionenwindkräften auf die geladenen Staubpartikel
zugeschrieben. Der Mechanismus gilt aber besonders in quantitativer
Hinsicht als nicht vollständig verstanden. Einen neuen Ansatz zur Untersuchung
der “voids” stellt die Beobachtung von Staubverteilungen um
eine Langmuir-Sonde unter Mikrogravität dar. Die Staubpartikel sitzen
in der Vorschicht der Sonde, wo ein Gleichgewicht zwischen abstossender
Feldkraft und Impulsübertrag durch die zur Sonde strömenden Ionen besteht.
Die Größe und Form der Staubverteilung markiert den Verlauf der
Schichtgrenze um den im Plasma befindlichen Sondenschaft. Die numerische
Lösung eines stoßbehafteten Vorschichtmodells erlaubt eine Analyse
der Kräfte und Gleichgewichtspositionen des Staubs. Das durch die modellierten
Kräftegradienten gebildete Einfangpotential erklärt ebenfalls
die Bildung einer ausgeprägten Partikelschichtung.
P 10.27 Di 17:45 Foyer
Sondenmessungen in Komplexen Plasmen im Labor und auf Parabelflügen
— •Markus Klindworth 1 , Alexander Piel 1 und André
Melzer 2 — 1 Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Christian-Albrechts-Universität Kiel, 24098 Kiel — 2 Institut für Physik,
Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, 17489 Greifswald
Für das Verständnis von Staubverteilung und -Dynamik in Komplexen
Plasmen (Plasmen mit injizierten Mikropartikeln) ist die raumaufgelöste
Kenntnis der Plasmaparameter von großem Interesse. Anhand unserer
Entwicklung eines Sondensystems für Schwerelosigkeitsexperimente
an Komplexen Plasmen auf Parabelflügen zeigen wir eine angepaßte
Methode zur Auswertung und Aufnahme von Kennlinien in begrenzten
Plasmen unter Anwesenheit von Mikropartikeln (“Staub”). Die Auswertung
auf Basis eines stoßkorrigierten “radial-motion”-Modells zeigt gute
Übereinstimmung mit Simulationen der Entladung. Durch den Vergleich
von Profilen partikelfreier Labormessungen mit partikelversetzten Plasmen
unter Schwerelosigkeit zeigt sich eine Konzentration der Region hoher
Plasmadichte und hohen Potentials auf den staubfreien Bereich im
Zentrum der Entladung bei insgesamt verminderten absoluten Werten.
Der Staub zeigt sich also als Plasmaverlustregion. Die Ergebnisse lassen
sich mit Messungen eindimensionaler Sondenschnitte im Labor in einfacherer
Geometrie bestätigen.
P 10.28 Di 17:45 Foyer
Zeitaufgelöste elektrische Messungen in staubigen Plasmen —
•Janine-Christina Schauer, Suk-Ho Hong und Jörg Winter —
Ruhr-Universität Bochum
Es ist bekannt, dass die elektrischen Eigenschaften eines Plasmas durch
Partikelbildung in reaktiven Gasen stark beeinflusst werden. Wir haben
die Änderungen der elektrischen Eigenschaften in staubbildenden
Argon-Acetylen- und Argon-Methan-Plasmen in einer kapazitiv gekoppelten
GEC-Zelle bei 13,56 MHz untersucht. Dazu wurden Strom und
Spannung an den Zuleitungen zu der getriebenen und geerdeten Elektrode
mit Strom-Spannungs-Messsonden gemessen und mit einem mathematischen
Modell in die an den Elektrodenoberflächen anliegenden
Ströme und Spannungen umgerechnet. Die Änderung der Plasmacharakteristik
aufgrund der Entstehung und des Wachstums der Staubpartikel
wurde beobachtet und zeitaufgelöst gemessen. Die verschiedenen Staubwachstumsphasen
Nukleation, Koagulation und Agglomeration sowie der
α −γ ′ -Übergang wurden beobachtet. Die zeitliche Entwicklung von Plasmaeigenschaften
wie Plasmaimpedanz oder absorbierte Leistung bei Partikelwachstum
wird diskutiert.
P 10.29 Di 17:45 Foyer
Diagnostik eines kombinierten HF-Plasmas und DC-
Magnetron-Plasmas zur Beschichtung von mikrodispersen
Pulvern — •Gabriele Thieme 1 , Maria Tatanova 2 , Mario
Hannemann 2 , Holger Kersten 2 und Rainer Hippler 1 —
1 Institut für Physik, E.-M.-Arndt-Universität, Domstr. 10a, D-17489
Greifswald — 2 INP Greifswald, F.-L.-Jahn-Str. 19, D-17489 Greifswald
Siliziumoxidteilchen (∼18µm) wurden in der Randschicht einer
Argon-HF-Entladung (5...21Pa, 5W) aufgeladen, eingefangen und
vereinzelt. Eine zusätzliche DC-Magnetron-Entladung wurde verwendet,
um dünne Metallschichten auf den Partikeln abzuscheiden. Unter dem
Einfluß des Magnetronplasmas rotiert die in der Plasmarandschicht
über der HF-Elektrode gefangene Teilchenwolke. Dieser Effekt wird dem
Impulsübertrag durch Stöße von Plasma-Ionen, die durch ExB-Drift
beschleunigt werden, mit den Mikro-Teilchen zugeschrieben.
Für ein besseres Verständnis dieses Effekts ist eine umfassende
Charakterisierung der Wechselwirkung des HF-Plasmas mit dem DC-
Magnetron-Plasma notwendig. Dazu wurden Messungen mit einer HFkompensierten
Langmuirsonde (SmartProbe, Scientific Systems) bei verschiedenen
Entladungsbedingungen durchgeführt und die Elektronenenergieverteilungsfunktion
(EEDF) sowie relevante Plasmaparameter wie
Elektronendichte und Plasmapotential bestimmt. Wie im Verhalten der
SiO2-Partikel, zeigen sich auch hier deutliche Veränderungen, sobald das
Magnetron-Plasma zusätzlich zum HF-Plasma präsent ist.

Plasmaphysik Dienstag
P 10.30 Di 17:45 Foyer
Vergleich von Diagnostiken der Elektronendichte in komplexen
Plasmen — •Thomas Trottenberg, Oliver Arp und Alexander
Piel — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-
Albrechts-Universität Kiel, 24098 Kiel
Messungen der wesentlichen Plasmaparameter werden in komplexen
(staubigen) Plasmen gewöhnlich mit Langmuir-Sonden durchgeführt.
Verunreinigungen der Sondenfäche durch anhaftende Partikel können die
Sondenströme dramatisch verkleinern und damit insbesondere absolute
Dichtemessungen unmöglich machen. Mit der Impedanzsonde und der
Resonanzkegelmethode (in magnetisierten Plasmen) stehen zwei alternative
Diagnostiken zur Elektronendichtemessung zur Verfügung. Eine
Impedanzsonde ist im Wesentlichen eine kurze zylindrische Antenne im
Plasma. Messung der reflektierten Leistung in Abhängigkeit von der Frequenz
eines auf die Antenne gegebenen Hochfrequenzsignals erlaubt die
Bestimmung der Resonanzfrequenz des Plasmas (Plasmafrequenz), die
eine Funktion der Elektronendichte ist. Die Resonanzkegelmethode verwendet
die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in magnetisierten
Plasmen schräg zum Magnetfeld (Whistlerregime). Mit Hilfe eines rotierbaren
Antennenpaares wird der Winkel zum Magnetfeld, bei dem
Resonanz auftritt, gemessen. Der Winkel erlaubt die Berechnung der
Plasmafrequenz und damit der Elektronendichte. Dieser Beitrag stellt
Messungen sowohl in einer HF-Parallelplattenentladung als auch in einer
linearen magnetisierten HF-Entladung vor, bei denen die drei Methoden
miteinander verglichen werden. Vorzüge und Grenzen der einzelnen
Diagnostiken werden diskutiert.
P 10.31 Di 17:45 Foyer
Dynamisches Verhalten in einem magnetisierten komplexen
Plasma — •Thomas Trottenberg, Dietmar Block und Alexander
Piel — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Christian-Albrechts-Universität Kiel, 24098 Kiel
Matilda II ist ein Experiment zur Untersuchung von Wellenphänomenen
in magnetisierten komplexen (staubigen) Plasmen. Mit
Hilfe einer HF-Entladung und einem Magnetfeld einer Stärke von 50 mT
wird in der 1m langen linearen Anordnung ein Plasma erzeugt, in das
Mikropartikel, z.B. polydisperses Kaolin-Pulver mit Teilchengrößen von
< 1µm, eingebracht werden. Dieser Beitrag stellt erste Ergebnisse zur
Untersuchung des dynamischen Verhaltens des magnetisierten komplexen
Plasmas vor.
P 10.32 Di 17:45 Foyer
Bestimmung der Ionenreibungskraft: Experimenteller Aufbau
und Messmethoden — •Markus Hirt, Dietmar Block und
Alexander Piel — IEAP, AG Plasmadynamik, Christian-Albrechts-
Universität, 24098 Kiel
In dem Experiment Dodo wurden Messungen der Ionenreibungskraft
an frei fallenden Mikropartikeln bei Ionenenergien zwischen 50 meV und
45 eV durchgeführt. Hierzu wurden Glashohlkugeln mit einem typischen
Durchmesser von d =20 µm in die Targetkammer der Doppelplasmamaschine
injiziert. Durch eine negative Vorspannung des Trenngitters zwischen
Source- und Targetkammer kommt es zu einer langsamen Ionendrift
(Ei ≈ 50 meV) zum Gitter. Zudem konnte durch eine Potentialdifferenz
zwischen Source- und Targetkammer ein in Energie und Dichte wohldefinierter
Ionenstrahl (Ei = 3...45 eV) in die Targetkammer injiziert werden.
Diese Ionenbewegungen in der Horizontalen führen zu einer Ablenkung
der frei fallenden Mikropartikel aus der Vertikalen. Mittels einer Videokamera
konnten die Partikeltrajektorien beobachtet werden, wobei die
Ionenreibungskraft direkt aus den Ablenkwinkeln folgt. Eine umfassende
Plasmadiagnostik ermöglicht einen direkten Vergleich mit aktuellen Modellen
der Ionenreibungskraft [Barnes et al. 1992, Khrapak et al. 2003].
Der experimentelle Aufbau und die Messmethoden zur Bestimmung der
Parameter des Ionenstrahls werden auf diesem Poster vorgestellt. Die
gemessenen Ionenreibungskräfte und der Vergleich mit den erwähnten
Modellen werden in einem weiteren Beitrag dargestellt.
P 10.33 Di 17:45 Foyer
The effect of micro-roughness on the flow-behaviour of fluids
— •Martin A. Fink, Uwe Konopka, and Gregor E. Morfill —
Centre for Interdisciplinary Plasma Science, Max Planck Institute for
extraterrestrial Physics, Giessenbachstrasse, D-85741 Garching
The flow-behaviour of fluids at their borders strongly depends on their
surface characteristics. Micro-roughness seems to play a decisive role. In
the experiments presented here, we want to study this influence on a
kinematic, microscopic level. In doing so we will investigate the transition
from laminar to turbulent flow for several well-known levels of microroughness.
To do this, the fluid should be analyzed on scales of the order
of single effective particle diameters. With traditional fluids measurements
of this type are impossible, as the detection of particle-movement
at atomic scales cannot be carried out. A way out of this experimental
constraint has been developed recently, using complex plasmas. Depending
on the chosen parameters, such plasmas can be either in the fluid state
(weakly coupled) or in a crystaline state (strongly coupled). In the fluid
phase the charged micro- particles represent the ”atoms” of the fluid,
and since they can be individually visualised, we are able to observe the
flow at a quasi atomic scale. Experimental setup as well as first results
are presented here.
P 10.34 Di 17:45 Foyer
Astroanalog polymerized in low pressure RF plasma — •Eva
Kovacevic, Ilija Stefanovic, Johannes Berndt, and Jörg Winter
— Institut f*r Experimentalphysik II, Ruhr Universit*t Bochum
44801 Bochum
We present the properties of diffuse interstellar media dust analog obtained
by a plasma polymerization process in reactive low pressure RF
discharges with acetylene as precursor gas. The in-situ infrared spectra
of the spheroid particles reveal a strong aliphatic presence, weak presence
of OH and carbonyl groups, and traces of aromatic compounds. We
demonstrate close similarities between these laboratory spectra and the
astronomically obtained data. The plasma polymerization process allows
controlled and simple variations of the characteristics of the discharge
and, correspondingly, of the nano-particles and their spectra. Presented
are also measurements on the carbonaceous analog grown in nitrogen containing
gas mixtures which reveal the presence of nitrile bands, a strong
presence of NH and N-sp2 bands and drastically weakened aliphatic feature.
This work is supported by DFG, project SFB 591.
P 12 Plasma-Wand-Wechselwirkung II, Grundlegende Probleme Theorie I
Zeit: Mittwoch 10:30–12:30 Raum: Hörsaal D
Fachvortrag P 12.3 Mi 11:30 Hörsaal D
Ein erweiterte Stufenmodell: Approximative Darstellungen für
das Randschichtpotential — •Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl
für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr.
150, D-44780 Bochum, Germany
Der Übergang von der quasineutralen Zone zur Elektronenverarmungszone
ist ein entscheidendes Merkmal der Plasmarandschicht. Dieser
Übergang wird häufig durch eine sogenannte “harte Elektronenkante”
modelliert - am Punkt des Übergangs x = s fällt die Elektronendichte
von einem Wert gleich der Ionendichte (im Bulk, x > s) auf Null (in
der Randschicht, x < s) ab. Dabei werden die Elektronen als kalt im
Flüssigkeitsbild betrachtet, was zu großen Ungenauigkeiten bei der
berechneten Randschichtspannung führt, wenn diese im Vergleich zur
thermischen Spannung Te/e groß ist.
Dieser Beitrag beinhaltet eine Behandlung des Übergangsproblems in
größerer Strenge und Genauigkeit im Rahmen einer asymptotischen Ska-
lenentwicklung. Eine Reihe von Annahmen führt für den Fall schwacher
Gradienten (dni/dx ≪ ni/λD) zur Konvergenz der berechneten Lösung
gegen die exakte Lösung. In erster Näherung ergibt sich dabei das bekannte
Stufenmodel, während die zweite Näherung die Basis einer selbstkonstenten
Randschichttheorie darstellt. Dies wird durch numerische Experimente
untermauert, die mehr als zufrieden stellende Ergebnisse für
das Randschichtpotential und die Ionendichteverteilung für den Fall eines
stoßbestimmten Regimes liefern.
Fachvortrag P 12.4 Mi 11:50 Hörsaal D
Multiskalen-Analyse von Randschicht und Bulk in kapazitiv
gekoppelten Niederdruckplasmen — •Frank S. Hamme und
Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik,
Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr. 150, D-44780 Bochum,
Germany
In kapazitiv gekoppelten Niederdruckplasmen (p < 10 Pa) stellt die
Ohmsche Heizung aufgrund der geringen Elektronen-Neutralteilchen-

Plasmaphysik Mittwoch
Wechselwirkung nicht mehr den dominanten Heizmechanismus dar.
Stattdessen gewinnt der stochastische Heizeffekt der Elektronen in der
Plasmarandschicht an Bedeutung.
Als inhärent kinetischer und anisotroper Effekt ist dieser Mechanismus
bisher oft in konventionellen fluiddynamischen Plasma-Modellen
vernachlässigt worden. Das Ziel unserer Forschung ist es, ein fluiddynamisches
Modell zu erstellen, welches die Ohmsche Heizung im konventionellen
Sinne und die stochastische Heizung als spezielle Randbedingung
beinhaltet. Um dies zu erreichen entwickeln wir zunächst für
die Elektronenkomponente des Plasmabulks mittels der Methode der
Störungsrechnung inklusive Zeitskalenanalyse ein zylindersymmetrisches,
isotropes Modell. Für die Plasmarandschicht konstruieren wir analog zwei
eindimensionale Modelle - ein kinetisches und ein reduziert kinetisches
und somit auch isotropes Modell. Da das isotrope Bulkmodell bereits den
Ohmschen Heizeffekt beinhaltet, darf die gesuchte Randbedingung nur
rein anisotrope Anteile enthalten. Diese spezielle Randbedingung erhält
man also, indem man durch die “Differenz” des isotropen und anisotropen
Randschichtmodells alle isotropen Anteile eliminiert.
Fachvortrag P 12.5 Mi 12:10 Hörsaal D
Numerische Untersuchungen zur spontanen Bildung von Singularitäten
in der idealen Hall-MHD — •Jürgen Dreher und
Rainer Grauer — Theoretische Physik I, Ruhr-Universität Bochum
Die spontane Bildung von Finite-Time-Singularitäten in der idealen
Hall-Magnetohydrodynamik aus glatten Anfangsbedingungen heraus
wird mittels direkter dreidimensionaler numerischer Simulationen untersucht.
Wir betrachten zwei Konfigurationen: Die Filamentation zirkular
polarisierter Alfvén-Wellen (Ferraro-Moden), deren frühes Stadium durch
eine Mehrskalen-Analyse beschrieben werden kann, sowie toroidale Magnetfeldgeometrien,
deren Dynamik zu singulären Stromschichten führt.
In beiden Fällen erlaubt die Anwendung adaptiver Gitterverfeinerung ein
detailliertes Studium der auftretenden hochlokalisierten Strukturen und
des Anwachsverhaltens.
P 13 Schwerionen- Laserplasmen I, Dichte Plasmen I
Zeit: Mittwoch 10:30–12:30 Raum: Hörsaal H
Fachvortrag P 13.3 Mi 11:30 Hörsaal H
Thermodynamische Eigenschaften dichter Wasserstoffplasmen
— •J. Vorberger, M. Schlanges und W.-D. Kraeft — Institut
für Physik, Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald, D-17487 Greifswald
Trotz großer Fortschritte bei der experimentellen und theoretischen
Beschreibung von makroskopischen und Einzelteilchen-Eigenschaften von
dichtem Wasserstoff ist es insbesondere in mittleren Dichte- und Temperaturbereichen
bisher nicht gelungen übereinstimmende Resultate zu erhalten.
Diese Diskrepanzen werden häufig an Hugoniots diskutiert, deren
wesentlicher Input Zustandsdaten sind. Das Anliegen dieses Beitrages ist
es, thermodynamische Funktionen in theoretisch zweifelsfrei beherrschten
Bereichen (sehr schwach und extrem entartet) bereitzustellen und
damit solche aus Monte-Carlo und Molekulardynamik gewonnenen zu
verifizieren. Die mittleren Entartungsbereiche sind nur mit numerischer
Simulation zu erreichen.
Mit Green-Funktions-Technik werden der Montroll-Ward-Beitrag und die
dazugehörenden Austauschterme untersucht, die einzigen bisher für beliebige
Entartung beherrschten Näherungen. Die resultierenden thermodynamischen
Funktionen und Verteilungsfunktionen werden mit Simulationsdaten
verglichen.
Fachvortrag P 13.4 Mi 11:50 Hörsaal H
Energy-transfer and expansion-dynamics of a collisional
laser-plasma from planar, atomic and binary targets — •B. K.
Sinha 1 , S. N. Srivastava 2 , and K. P. Rohr 2 — 1 Bhabha Atomic
Research Center, Mumbai, India — 2 Fachbereich Physik, Universität
Kaiserslautern, Germany
Time of flight spectra of ions from plasmas produced from planar,
monoatomic targets of copper and tungsten as well as binary targets
of copper and tungsten, with two different stoichiometric compositions,
have been obtained using 130 mJ, 5nsec, Nd:YAG laser pulses, at a laser
intensity of about 8x109W/cm2. Angular variations of average velocity
P 15 Diagnostische Methoden IV
and kinetic energy of ions from these plasmas are reported. The average
ionization degrees, summed over all the ions as well as over all the ions
and neutrals, have been obtained as a function of angle with reference to
the target-normal. Fractions of neutral atoms as well as the ions are also
presented. It was observed that the significant energy-transfer from the
lighter to the heavier ions does take place, which is in a good agreement
with the results obtained from Monte-Carlo simulations. Energy-transfer
among the ions of the same species, but with different degrees of ionization,
has also been observed. Measurements on the average ionizationdegree
show the existence of a strong recombination mechanism indicating
a definite role for it in the energy-transfer.
Fachvortrag P 13.5 Mi 12:10 Hörsaal H
Detailed studies on laser produced ion beam and their properties
— •Erik Brambrink 1 , Abel Blazevic 1 , Patrick Audebert 2 ,
Julien Fuchs 2 , Stefan Karsch 3 , Jörg Schreiber 4 , Matthias
Geißel 1 , Markus Roth 1 , Manuel Hegelich 5 , Jim Cobble 5 , Tom
Cowan 6 , Hartmuth Ruhl 6 , and Rob Clarke 3 — 1 Darmstadt University
of Technology — 2 LULI, Paliseau, France — 3 RAL, England —
4 MPQ, Garching — 5 LANL, Los Alamos, USA — 6 University of Nevada,
Reno
The generation of laser produced proton and ion beams is still under
heavy investigation. Especially the acceleration of protons from the rear
side of the target by an electrostatic field is due to their unique beam
properties and various possible applications a topic of research activities.
Experiments with structured targets are a powerful tool to diagnose
the properties of the electron sheath,the acceleration mechanism at very
early times and proton beam parameters.
In this talk we will introduce an analytic model to describe the properties
of the electron sheat and their influence to the spatial ion beam
distribution. This model was supported by detailed simulations.
We also present beam parameters like source size, emmitance and energy
distribution for a wide range of laser parameters.
Zeit: Mittwoch 14:45–17:05 Raum: Hörsaal D
Fachvortrag P 15.2 Mi 15:45 Hörsaal D
Laser induced fluorescence measurements during magnetic
reconnection — •Albrecht Stark 1 , Jan Egedal 2 , Will Fox 2 ,
Olaf Grulke 1 , and Thomas Klinger 1 — 1 Max-Planck-Institut
für Plasmaphysik, Teilinstitut Greifswald, EURATOM Assoziation —
2 Massachusetts Institute of Technology, Plasma Science and Fusion
Center
Magnetic reconnection is referred to as the breaking and recombination
of field lines in magnetized plasmas. As magnetic reconnection permits
the release of magnetic energy to ion thermal energy, it is believed to be
the source of non-classical ion heating as observed, e.g., in solar flares.
An experiment to study reconnection is the Versatile Toroidal Facility
(VTF) at the MIT plasma science and fusion center. The toroidal vacuum
chamber is immersed into sets of poloidal and toroidal magnetic
field coils, forming a poloidal cusp-field and a toroidal guiding field. A
third solenoid inside the torus acts as a drive for the reconnection. The
plasma is generated by ECRH, providing electron and ion temperatures
in the range Te ∼ 20eV, Ti ∼ 0.2eV and plasma densities of n ∼ 10 17 m −3 .
For determining the ion temperature during magnetic reconnection the
full ion energy distribution function (IEDF) is measured by laser induced
fluorescence. The diagnostics consists of a tunable high power diode laser
(∼ 60mW cw). In order to investigate the effect of toroidal electric fields
on the ion dynamics during magnetic reconnection, the laser is injected
tangentially to the toroidal magnetic field. The results of the IEDF mea-

Plasmaphysik Mittwoch
surements at a single spatial point with and without reconnection are
presented, and the implication for ion heating processes are discussed.
Fachvortrag P 15.3 Mi 16:05 Hörsaal D
Frequency effects in capacitively coupled hydrogen plasmas
- a numerical approach — •Aurel Salabas and Ralf Peter
Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr Universität
Bochum, Universitätsstrasse 150, 44780 Bochum
Capacitively coupled plasma (CCP) discharges sustained in pure H2
have been investigated using a self-consistent, two-dimensional fluid
model.
The model describes the charged-particle transport in CCP solving the
transport equations (the zero-, first- and second-order moments of Boltzmann
equation for the electrons and the zero- and first moments for the
ions) coupled with Poisson’s equation.
The calculations cover a large domain of frequencies (13.56 MHz), pressures
(0.2-8.0 Torr), rf applied voltages (150-450 V) and geometric dimensions
(1.6-12.8 cm radii and 1.6-6.4 cm interelectrode distances).
The study presents the effect of frequency variation on the space-time
behavior of different plasma parameters (charged particle densities, electron
mean energy, electric field distribution, ionization and dissociation
rates).
Fachvortrag P 15.4 Mi 16:25 Hörsaal D
Anwendung eines Stoß–Strahlungsmodells mit nichtlinearem
Solver zur Diagnostik an Niederdruckplasmen — •D.
Wünderlich 1,2 , U. Fantz 1 und K. Behringer 1,2 — 1 Lehrstuhl
für Experimentelle Plasmaphysik, Institut für Physik, Universität
Augsburg, 86135 Augsburg — 2 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
85748 Garching, EURATOM Assoziation
Das von Atomen oder Molekülen emittierte Licht kann unter Verwendung
von Besetzungsmodellen zur Diagnostik für Plasmaparameter
verwendet werden. Diese Modelle liefern die Besetzungsdichten der
angeregten Zustände in Abhängigkeit von den Plasmaparametern. Eine
gängige und sehr vielseitig anwendbare Art von Besetzungsmodellen
sind Stoß–Strahlungsmodelle. Das in diesem Beitrag vorgestellte Stoß–
Strahlungsmodell Yacora verwendet zur Berechnung von Besetzungsdich-
ten einen nichtlinearen Algorithmus. Dieser ermöglicht es, auch Schwerteilchenstöße
zu berücksichtigen. Somit lassen sich neben Rechnungen zu
den elektronisch angeregten Zuständen eines Moleküls auch solche zu dessen
Ionen und den durch Dissoziation entstehenden Atomen durchführen.
Am Beispiel der Plasmarekombination wird gezeigt, daß für die Interpretation
der Balmerstrahlung des atomaren Wasserstoffs sowohl atomare
als auch molekulare Besetzungsmechanismen von Bedeutung sind.
Neben den Ionen tragen auch die Neutralteilchen zum Rekombinationsmechanismus
bei, so daß Verwendung eines nichtlinearen Modells unerläßlich
ist. Anwendungen zur Bestimmung von Plasmaparametern werden
vorgestellt.
Fachvortrag P 15.5 Mi 16:45 Hörsaal D
SEERS für HD-Plasmen: Ein erweitertes analytisches Modell
— •Thomas Mussenbrock und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl
für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr.
150, D-44780 Bochum, Germany
Die ständig steigenden Anforderungen an Plasmaprozesse zur Fabrikation
von mikroelektronischen Schaltungen führen immer mehr zum
Wunsch nach Regelung der Prozesse. Die adäquate Basis bilden Plasmadiagnostiken,
die kontaminationsfrei, passiv und in-situ die entscheidenden
Plasmaparameter liefert.
Ein Kandidat hierfür ist SEERS (Self-Excited Electron Resonance
Spectroscopy). SEERS basiert auf der bei kapazitiver Leistungseinkopplung
angeregten Plasma-Serienresonanz. Aus der Analyse des im Plasma
fließenden HF-Stromes bezüglich der angeregten Harmonischen erhält
man Informationen über Frequenz und Dämpfung der angeregten kollektiven
Resonanz. Damit kann man auf wichtige Plasmaparameter, wie
mittlere Elektronendichte, mittlere Elektronestoßrate oder eingekoppelte
Leistung, über ein adäquates Modell rückschließen.
In diesem Beitrag wird ein analytisches, nichtlineares und räumlich aufgelöstes
Plasmamodell zur Berechnung des HF-Stromes vorgeschlagen,
welches neben der Plasmadynamik die bei HD-Plasmen immer stärker
werdenden Induktionseffekte berücksichtigt.
[1] T. Mussenbrock und R.P. Brinkmann, ICPIG Proc. 1 (2003), 165
[2] R.P. Brinkmann und T. Mussenbrock, IGPIG Proc. 1 (2003), 137
P 16 Niedertemperaturplasmen Plasmatechnologie III
Zeit: Mittwoch 14:45–17:45 Raum: Hörsaal H
Fachvortrag P 16.2 Mi 15:45 Hörsaal H
Non-thermal plasmas as sterilisation- and coating technique
— •Christian Schrader and Karl-Heinz Gericke — Institut für
Physikalische und Theoretische Chemie, Technische Universität Braunschweig,
Hans-Sommer Strasse 10, D-38106 Braunschweig
Non-thermal plasma processing at atmospheric pressure has received
growing interest. Recently, micro-structured electrode (MSE) arrays were
introduced as alternative atmospheric pressure plasma sources. They consist
of planar and parallel electrodes with geometric characteristics in the
µm-range manufactured by means of modern micro machining and galvanic
techniques. Our experimental setup consists of a MSE array coupled
to a RF-generator unit with a special probe in order to measure voltage,
current and phase angle of the system. A planar electrode at a distance
of 2 mm is biased with different acceleration potentials in order to bridge
the gap between plasma source and substrate. As an example the usage
of the plasma source to sterilise UV- or thermo resistant spores placed
on food-packaging materials is demonstrated. Motion of the particles is
drift controlled, because amplitudes of electrons as well as ions exceed
d/2 of the electrode gap d (70µm). To describe the behaviour of the
charged particles in the RF field (frequency ω) we use the DC Townsend
breakdown theory. The ion amplitudes z0 were calculated by:
√ ω 2 +ν 2 c
z0 = eE0
mω
This equation gives the extreme values derived from the solution of the
equation of motion including the pressure dependent Lorentz collisional
term νc in order to account for friction.
Fachvortrag P 16.3 Mi 16:05 Hörsaal H
Plasmainduzierte Polymerisation amphiphiler Aggregate —
•Mario Maaß 1 , Jörg Ehlbeck 1 , Günther Oehme 2 , Hans
Fuhrmann 2 und Torsten Dwars 2 — 1 Institut für Niedertemperatur-
Plasmaphysik Greifswald e.V. (INP), Friedrich-Ludwig-Jahn-Straße 19,
17489 Greifswald — 2 Institut für Organische Katalyseforschung an der
Universität Rostock e.V. (IfOK), Buchbinderstraße 5-6, 18055 Rostock
Amphiphile Aggregate spielen in unserem täglichen Leben eine entscheidende
Rolle. So findet man sie als Emulgatoren (Bekämpfung von
Ölhavarien), als Waschmittel, als Beschichtungsmittel (Lacke und Kosmetika),
als Arzneimittelträger (Microencapsulation, Depottabletten),
als polymerlöslichen Träger in der Synthesechemie aber auch als Reaktionsort
in der katalytischen Chemie. In praxi ist es oft notwendig Form
und Größe der Aggregate zu stabilisieren. Man denke hier an Waschmittel,
die nicht hautgängig sein sollen, Mizellen, welche einen Katalysator
tragen, oder Vesikel, die in der Medizin unter anderem als Träger von Arzneimitteln
oder von radioaktiven Substanzen Verwendung finden. Weitere
Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der Bindung selektiver Komplexliganden
mittels Oberflächenmodifizierung an den Funktionalitäten.
Für viele dieser Anwendungen ist es erforderlich, die Substanzen mit einer
stabilen Hülle zu umgeben. Hier setzt die plasmainduzierte Polymersiation
an.
Der Vortrag zeigt Ergebnisse auf, die im Rahmen eines BMBF-
Verbundprojektes (FKZ 13N7542/8) zur ” Erforschung plasmachemischer
Prozesse zur Polymerisation kolloidaler Systeme“ erzielt wurden.
Fachvortrag P 16.4 Mi 16:25 Hörsaal H
Massenspektrometrische Analyse reaktiver Spezies in gepulsten
CF4 /H2-Entladungen — •Martin Geigl und Jürgen Meichsner
— Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, Domstr.
10a, D-17489 Greifswald
Entladungen in Gemischen aus Fluorkohlenstoffen und Wasserstoff
führen vielfach zur Abscheidung von Schichten. Der Mechanismus der
Schichtbildung ist allerdings noch weitgehend ungeklärt. Es wird vermutet[1],
daß CF2 im Volumen zu längeren Ketten reagiert, die dann zur
Schichtbildung führen. CF2 wiederum entsteht an der Wand durch Abstraktion
durch freien Fluor und/oder durch Ionenbeschuß.
Mittels Schwellwert-Massenspektrometrie wurde die zeitabhängige
Dichte von CFx (x = 2, 3), C2F4, C3F6 und höheren Neutralen in
einer gepulsten rf-Entladung (0,5 - 10 Hz) in CF4 /H2-Gemischen

Plasmaphysik Mittwoch
bestimmt. Ohne Zugabe von Wasserstoff sind die Dichten dieser
Moleküle gering. Insbesondere sind die höheren Spezies C3F6 und C4F8
nicht nachweisbar. Bei Zugabe von 25 % H2 bleibt die Dichte von CF3
nahezu unverändert, während die von CF2 und C2F4 um fast zwei
Größenordnungen ansteigen. Die Analyse der Zeitabhängkeiten der
Dichten lassen darauf schließen, daß Oberflächenprozesse nun eine große
Rolle bei der Erzeugung und Vernichtung dieser Spezies spielen.
[1] D. Zhang, M. J. Kushner, J. Vac. Sci. Technol. A 18, 2661 (2000)
Fachvortrag P 16.5 Mi 16:45 Hörsaal H
Elektrische Eigenschaften gepulster He-Xe-Niederdrucklampen
— •Detlef Loffhagen, René Bussiahn, Sergej Gortchakov
und Hartmut Lange — INP Greifswald, 17489 Greifswald
Niederdruckgasentladungen in Gemischen von Xenon mit anderen
Edelgasen gewinnen als quecksilberfreie Lichtquellen zunehmend an Bedeutung.
Die Analyse und Optimierung der Parameter derartiger Entladungen
können mittels selbstkonsistenter Modellierung des Entladungsplasmas
und Vergleich mit experimentellen Resultaten durchgeführt werden.
Im Rahmen dieses Vortrages werden theoretische Untersuchungen
zu den elektrischen Eigenschaften von mit Rechteckimpulsen betriebenen
He-Xe-Entladungen vorgestellt. Die selbstkonsistente Modellierung
des zeitabhängigen Plasmas erfolgt durch die gekoppelte Lösung eines
Gleichungssystems für den äußeren elektrischen Stromkreis, eines Systems
von Ratengleichungen für die wesentlichen Schwerteilchenkomponenten
des Plasmas und der zeitabhängigen Boltzmanngleichung zur Bestimmung
der elektronenkinetischen Größen. Die Beschreibung geht von
einer radial gemittelten Behandlung für das zylindrische, axial homogene
Plasma der positiven Säule aus. Der zeitliche Verlauf von Entladungsspannung
und -strom wurde für Gemische mit 2% Xenonanteil in
Abhängigkeit vom Gasdruck (p = 133 − 470 Pa) und von der Generatorspannung
für eine Pulswiederholfrequenz von 1 kHz bei einem Tastverhältnis
von 1:1 bestimmt und mit gemessenen Werten verglichen. Die
Ionisationskinetik der gepulsten Entladung und der Einfluss der Elektrodengebiete
auf das Wiederzünden werden diskutiert.
Gefördert durch das BMBF (FKZ: 13N8153)
Fachvortrag P 16.6 Mi 17:05 Hörsaal H
Plasma parameter control in diffusion area by grid bias
— •Vasile Vartolomei 1 , Mario Hannemann 2 , and Rainer
Hippler 1 — 1 Institut für Physik, E.-M.-Arndt Universität Greifswald,
Domstraße 10A, D-17487 Greifswald — 2 Institut für Niedertemperatur-
Plasmaphysik, Friedrich-Ludwig-Jahn-Straße 19, D-17489 Greifswald
The plasma produced by an ECWR (Electron Cyclotron Wave Resonance)
discharge was divided using a mesh grid in two parts: plasma
source and diffusion (deposition) plasma. The ECWR is an inductively
coupled discharge with a superimposed magnetic field (few mT). Langmuir
probes and retarding field energy analyser (RFEA) were used to
determine the plasma parameters in the diffusion area.
The ion velocity distribution function (IVDF) has a double peak structure.
The positions of peaks on the energy scale are determined by plasma
potentials in the source (high energy peak) and in the diffusion area (low
energy peak). The high energy peak can be moved on the energy scale
by changing the voltage on the earth free induction coil.
Additionally, we were able to shift the low energy peak by using the
grid bias without practically affecting the high energy peak. However,
the advantage of this extra low energy peak mobility on the energy scale
was paid by loss in peak’s intensity.
These effects can be explained by the behaviour of plasma density,
plasma potential and effective electron temperature with respect to the
applied bias on grid.
Fachvortrag P 16.7 Mi 17:25 Hörsaal H
Räumlich und zeitlich aufgelöste Untersuchungen an Barrierenentladungen
in Stickstoff/Sauerstoff Gasgemischen — •R. Brandenburg
1 , H.-E. Wagner 1 , K.V. Kozlov 2 und A.M. Morozov 2
— 1 Institut für Physik der Universität Greifswald, 17489 Greifswald —
2 Staatl. Universität Moskau, Chemische Fak., 119992 Moscow, Russia
Die in [1] vorgestellte Methode der Cross-Correlation Specctroscopy
(CCS) zur Aufnahme der Raum-Zeit-Entwicklung der für den filamentierten
Entladungsmodus typischen Mikroentladungen wird systematisch auf
unterschiedliche Gasgemische aus Stickstoff und Sauerstoff ausgedehnt.
Die Untersuchungen erfolgen an einer beidseitig behinderten Entladung
mit einem Entladungsspalt von 1.4 mm. In reinem Sticksoff wird statt der
Mikroentladungen eine diffuse Townsend-Entladung beobachtet, die allerdings
schon bei geringen Zumischungen von Sauerstoff (einige hundert
ppm) in den filamentierten Modus übergeht. Für die zeitliche Entwicklung
der Mikroentladungen werden unabhängig vom Sauerstoffanteil mit
der CCS eine Townsend-Phase, eine kathodengerichtete Ionisationwelle
und ein Leuchten an der Anode beobachtet. Insbesondere die Geschwindigkeit
der kathodengerichteten Welle ist unabhägig von der Gaszuammensetzung.
Mit erhöhtem Sauerstoffanteil werden kürzere und schneller
abklingende Intensitäten beobachtet, was mit dem elektronegativen Charakter
von O2 und seiner Rolle bei der Stosslöschung erklärt werden kann.
[1] K.V. Kozlov et.al., J. Phys. D: Appl. Phys., 34 (2001) 3164
P 17 Postersitzung: Plasma-Wand-Wechselwirkung III, Grundlegende Probleme Theorie
II, Schwerionen- Laserplasmen II, Dichte Plasmen II
Zeit: Mittwoch 17:45–19:30 Raum: Foyer
P 17.1 Mi 17:45 Foyer
Studies of line strengths of deuterated hydrocarbons required
for density measurements in front of the inner graphite wall of
TEXTOR by means of absorption spectroscopy — •I. Möller 1 ,
A. Serdioutchenko 1 , H. Soltwisch 1 , B. Schweer 2 , and A.
Pospieszczyk 2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Ruhr-Universität
Bochum, 44780 Bochum, Germany — 2 Institut für Plasmaphysik, FZ
Jülich, EURATOM-Association, TEC, 52425 Jülich, Germany
The identification of the intrinsic source of CD4 and CH4 from graphite
surfaces is a challenging task in tokamaks. Emission spectroscopy can
only provide information on the molecular break-up products, whereas
absolute densities of the source molecules can be determined directly by
absorption spectroscopy. Therefore an absorption spectrometer system
with tunable infrared diode lasers for the detection of CH4, CD4 and
their break-up products has been designed for TEXTOR. A rather long
absorption path (≈ 100 cm) will be achieved by guiding the laser beam
back and forth close to the inner graphite wall of TEXTOR.
TEXTOR is conventionally operated with deuterium as working gas.
Therefore, it is necessary to study the respective line strengths for deuterated
hydrocarbons, which are not so well documented so far. Often only
the line positions are known. Some line strengths of the ν3 band of CD4
at 4.4 µm have been measured in a low-temperature plasma reactor resulting
in a detection limit of nCD4 ≈ 1018 m −3 . Similar investigations
to obtain the line strength of CD3 are ongoing. First calculations have
shown that the detection limit is approximately nCD3 ≈ 5 · 1016 m −3 for
the ν2 band of CD3 at 21.9 µm.
P 17.2 Mi 17:45 Foyer
Kinetic modelling of edge plasmas — •Konstantin Matyash
and Ralf Schneider — Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EU-
RATOM Association, 17491 Greifswald
A variety of effects being important both in fusion and low-temperature
plasmas are studied using a multispecies electrostatic 3D3V Particle-in-
Cell code including Monte Carlo collisions. The study of methane plasmas
is of special interest both for industry (growth of diamond-like carbon
films) and for fusion (chemical sputtering of carbon and tritium
co-deposition). ECR heated and capacitively coupled RF discharges in
methane are therefore studied in detail. Adding dust particles as additional
species allows one to analyse quasi-ordered complex dusty plasmas.
Details of plasma dynamics for all systems (both time- and spaceresolved)
will be presented and comparison with experiments will be
done.
P 17.3 Mi 17:45 Foyer
Deuteriumemission aus Kohlenstoff bei Untersuchungen zur
chemischen Erosion — •P. Starke 1,2 , U. Fantz 1 und K. Behringer
1,2 — 1 Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Universität
Augsburg, 86135 Augsburg — 2 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
EURATOM Assoziation, 85748 Garching
Die Freisetzung von Deuterium aus Kohlenstoffmaterialien wurde in
einem planaren ICP in Deuteriumplasmen mit Proben aus polykristallinem
Graphit untersucht. Die Substrattemperatur konnte durch aktives
Heizen bzw. Kühlen zwischen 300 K und 750 K variiert werden. Durch

Plasmaphysik Mittwoch
Anlegen einer Vorspannung wurde die Ionenenergie auf die Probe zwischen
5 eV und 30 eV eingestellt. Die Dichten der Reaktionsedukte und
-produkte konnten mit einem absolutkalibrierten optischen Spektrometer
gemessen werden. Nach der Sättigung der Probe mit Deuterium in
einem Deuterium/Helium-Plasma wurde die Emission der von der Probe
stammenden Atome bzw. Moleküle in einem reinen Edelgasplasma
zeitaufgelöst gemessen. Die Abgabe von molekularem oder atomarem
Deuterium ist dabei von den Substratparametern abhängig. Das absolute
Inventar wurde durch ERDA-Messungen bestimmt. Der Einfluss von
Verunreinigungen wie z.B. Sauerstoff kann im Beisein von Wasserstoff im
Plasma vernachlässigt werden. Dies wurde in einem Vergleich von reinen
Edelgasplasmen mit Deuterium/Helium Plasmen verifiziert.
P 17.4 Mi 17:45 Foyer
Einfluss verschiedener Wandmaterialien auf die Vibrationsbesetzung
von molekularem Wasserstoff — •S. Meir, U. Fantz und
K. Behringer — Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Institut
für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg
Die Vibrationsbesetzung im Grundzustand des molekularen Wasserstoffs
ist ein wichtiger Parameter in Wasserstoffplasmen und spielt z.B.
bei einer Vielzahl von Reaktionen im Plasma eine Rolle. Neben der Besetzung
durch Elektronen- und Schwerteilchenstöße wird die Vibrationsbesetzung
auch durch Stöße mit Wänden und der Rekombination von
atomarem Wasserstoff an Oberflächen beeinflusst. Bei Letzterem wird
zwischen zwei Mechanismen (Eley–Rideal und Langmuir–Hinshelwood)
unterschieden, die je nach Oberflächentemperatur dominieren.
Mittels optischer Emissionsspektroskopie wurde die Besetzung der ersten
vier Vibrationsniveaus des Grundzustands aus der Strahlung der Fulcherbande
bestimmt und durch eine Vibrationstemperatur charakterisiert.
In einem Niederdruckplasma (planares ICP) wurde die Vibrationstemperatur
über verschiedenen Materialien (Stahl, Cu, Al, W, Kohlenstoff,
Quarz und Borosilikat) untersucht. Messungen über gekühlten (T = 300
K) Oberflächen ergaben höhere Vibrationstemperaturen als über den,
durch das Plasma aufgeheizten (T = 560 K) Materialien. Die höchsten
Vibrationstemperaturen wurden über Kohlenstoffoberflächen gemessen.
Hier wird die Oberfläche erodiert und Kohlenwasserstoffe gelangen in das
Plasma, wo diese in bereits vibrationsangeregten Wasserstoff dissozieren
können. Weiter wurde der Zusammenhang zwischen atomarer Wasserstoffdichte
und Vibrationstemperatur untersucht.
P 17.5 Mi 17:45 Foyer
Erosion and surface phenomena of liquid Ga immersed in capacitively
coupled RF plasmas — •Jens Ränsch, Suk-Ho Hong, Johannes
Berndt, and Jörg Winter — Experimentalphysik II, Ruhr
Universität Bochum
One of the most critical problems in designing and running a fusion
reactor is the extreme heating of high heat flux components. The use of
fluid materials as reaction chamber walls is suggested, but only limited
knowledge and experimental data are available. We have investigated
erosion and surface phenomena of liquid Ga immersed in capacitively
coupled rf Ar plasmas at 13.56 MHz driving frequency with admixtures
of H2, N2 and O2 in the range of two percent. We have used OES, SEM,
EDX and a CCD video camera as diagnostic techniques.
It is clearly observed that different kinds of layers are built on the
surface of the Ga droplet depending on the gas mixtures. Using SEM
and EDX we have observed structures and chemical components of the
surface layer.
The main erosion mechanism might be the development of microbubbles
inside the Ga droplet through ion bombardment and the explosive
outgasing of these bubbles.
P 17.6 Mi 17:45 Foyer
Relaxation of a collisonless ion matrix sheath — •Daniel Israel
and Karl-Ulrich Riemann — Lehrstuhl für Theoretische Physik I,
Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum
An analytical fluid model describing the time evolution of a collisionless
ion sheath in front of a plane absorbing wall biased to pulsed high
negative voltage is presented. The model utilizes the Lagrangian formulation
of hydrodynamics and allows to extend and generalize previous
results [K.-U. Riemann and Th. Daube, J. Appl. Phys. 86, 1202 (1999)]
for the matrix relaxation process obtained from the usual Euler formulation
of hydrodynamics. Investigating the sheath evolution, the different
phases of the matrix extraction and sheath expansion are characterized
and treated separately. In addition, the transition between the two phases
is investigated. Considering the matrix extraction phase, a description is
developed, that in principle is suitable to account for arbitrary inhomogeneous
initial conditions. Explicit results are given for two initial conditions
of special interest. In order to describe the late quasistatic sheath
expansion phase, the sheath boundary evolution is approximated and corresponding
solutions are presented. The analytical results are compared
with numerical solutions of the fluid equations as well as of PIC-MC
simulations and show convincing agreement.
P 17.7 Mi 17:45 Foyer
Charakterisierung von Elektroden für Hochdruckgasentladungslampen
im Gleich- und Wechselstrombetrieb — •O.
Langenscheidt, L. Dabringhausen, S. Lichtenberg, M.
Redwitz, J. Mentel und P. Awakowicz — Ruhr-Universität
Bochum, Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik,
Universitätsstrasse 150, D-44780 Bochum
In der Bochumer Modell-Lampe werden seit einigen Jahren
Wolfram-Elektroden für Hochdruckgasentladungslampen, sowohl
im Gleichstrom als auch im Wechselstrombetrieb in verschiedenen
Edelgasen untersucht. Das Ziel ist die vollständige Beschreibung
von Wechselstrom-Elektroden in realen Lampen. Zahlreiche Diagnostikmethoden,
wie Pyrometrie, Spektroskopie, Photographie und
Langmuir-Sonden-Messungen wurden hierfür entwickelt und angepasst.
Mittels Pyrometrie wird stationär die in die Elektroden eingekoppelte
Leistung bestimmt und hieraus für den kathodischen Betrieb die Kathodenfallspannung
berechnet. Durch elektrische Messung der Summe aus
Anoden und Kathodenfall (ESV) und Verknüpfung mit dem vorher gewonnenen
Kathodenfall läßt sich der Anodenfall bestimmen. Langmuir-
Sonden- sowie ESV-Messungen liefern ebenfalls getrennt voneinander die
Kathoden- und Anodenfallspannungen sowohl für Gleichstrom- als auch
zeitaufgelöst für den Wechselstrombetrieb.
Vorgestellt werden Ergebnisse für verschiedene Elektrodendurchmesser,
-materialien und Füllgase. Weiterhin werden spektroskopische Untersuchungen
der Randschichten vor den Elektroden präsentiert. Gefördert
durch das BMBF (FKZ: 13N7763).
P 17.8 Mi 17:45 Foyer
Assembly of an experimental setup for measuring the hydrogen
content of carbon layers — •Florian Irrek, A. Pospieszczyk, B.
Schweer, G. Sergienko, and U. Samm — Institut für Plasmaphysik,
FZ Jülich, Trilateral Euregio Cluster, EURATOM-Association, Jülich,
Germany
Inside a fusion reactor vessel layers of carbon are formed by redeposition
of carbon originating from erosion of the carbon tiles which make
up part of the first wall. Tritium and other isotopes of hydrogen can be
trapped in these layers to a significant amount. Because of specified safety
limits a diagnostic for measuring that content is of high importance for
the operation of a future fusion device.
A new diagnostic is being developed using laser desorption of the hydrocarbon
layers. In a first step the method is tested in a laboratory setup.
The surface temperature rise will be measured by means of pyrometry,
while the desorbed hydrogen will be quantified with a mass spectrometer.
Another mode of laser operation is ablation by short laser pulses (20 ns
rather than 300 µs for the long pulses), thus releasing trapped tritium
and deuterium. It is intended to adopt this method at a later stage at
the tokamak TEXTOR, combined with spectroscopic observation of the
released particles.
This contribution presents the conceptual design and first results of the
experiment.
P 17.9 Mi 17:45 Foyer
Exposition von Molydän-Spiegeln am Plasmarand von TEX-
TOR — •Peter Wienhold 1 , Andrew Litnovsky 2 , Volker Philipps
1 , Bernd Schweer 1 , Genadi Sergienko 1 , Peter Oelhafen 3 ,
Marcus Ley 3 , Wolfgang Schneider 4 , Dieter Hildebrandt 4 ,
Michael Laux 4 , Marek Rubel 5 und Birger Emmoth 6 — 1 Institut
für Plasmaphysik, Ass. EURATOM, TEC, Forschungszentrum Jülich,
52425 Jülich — 2 INRS-EMT University of Quebec, Canada — 3 Institut
für Physik, Universität Basel, Schweiz — 4 MPI für Plasmaphysik, Ass.
EURATOM, Berlin — 5 Alfven Laboratory, KTH, Ass. EURATOM-VR,
Stockholm, Sweden — 6 Dep. Microelectronics, KTH, Ass. EURATOM-
VR, Kista, Sweden
Die Diagnostik von ITER sieht Metallspiegel vor, deren optische Güte
durch Oberflächenzerstäubung und Verunreinigungsimplantation beeinträchtigt
wird. Plasma ferne Spiegel werden mit Kohlenstoff bedeckt,
der über weite Strecken transportiert wird. Tests in Tokamaks sollen

Plasmaphysik Mittwoch
die Veränderungen zeigen und wie man ihnen begegnet. Molybdän-
Spiegel wurden am Plasmarand von TEXTOR exponiert und spektroskopisch
beobachtet. Deponierung und Implantation von C als auch lokaler
Transport von Mo wurden durch SIMS Tiefenprofilierung nachgewiesen
und mittels Ionenstrahlanalysen quantifiziert. Reflektivität und Streuung
wurden im Bereich 250-2500nm in Abhängigkeit von Einfallswinkel und
Polarisation vor und nach Exposition gemessen. Dabei zeigte sich der
starke Einfluß der Veränderungen auf die optischen Eigenschaften, aus
denen sich Schlußfolgerungen für das Vorgehen bei ITER ergeben.
P 17.10 Mi 17:45 Foyer
Hyper-Thermic Atomic Hydrogen Beam Source for Surface
Studies — •Tatiana Babkina, Timo Gans, and Uwe Czarnetzki
— Institut für Plasma- und Atomphysik, Ruhr-Universität Bochum,
Germany
The present report is concentrated on the design of and first investigations
on a novel atomic hydrogen beam source. The source is based
on neutralisation and reflection of hydrogen ions at surfaces. Ions are
produced in a pulsed hydrogen RF discharge with magnetic confinement
at pressures in the Pascal range. A voltage pulse is applied to a small
electrode inside the discharge volume. Ions are accelerated in the sheath
potential in front of the electrode. A hydrogen atom beam is produced by
neutralisation and reflection of impinging ions at the electrode surface.
The atom beam traverses the plasma collisionless and can be applied for
detailed investigations of exothermic chemical reactions of hyper-thermic
hydrogen atoms at metal surfaces. The atomic hydrogen beam is investigated
by optical emission spectroscopy and an energy resolved mass
spectrometer opposite to the electrode. Influences of ion species, ion energy,
surface materials and threshold for neutralisation on the atomic
beam characteristics can be studied. The project is funded by the DPG
in the frame of the SFB 616.
P 17.11 Mi 17:45 Foyer
Mitigating Disorder-Induced Heating in Ultracold Plasmas ∗
— •D.O. Gericke and M.S. Murillo — Theoretical Division, Los
Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA
Recent experiments demonstrated the creation of ultracold plasmas by
ionization of trapped atoms with temperatures in the µK range [1,2]. The
initial ion properties correspond to a very strongly coupled state; therefore,
ultracold plasmas could provide a new avenue to investigate strong
coupling effects with relatively long lived samples.
Unfortunately, the build up of correlations strongly heats the ions [3].
We show how this process is related to the establishment of Coulomb
structure in the final plasma state and give results for the amount of
disorder-induced heating for a wide variety of initial conditions. Since
the ions gain a large amount of kinetic energy while building up negative
potential energy, plasmas are usually heated to a moderately coupled
state that is almost independent of the initial temperature [4]. Two possibilities
for reducing the heating by the introduction of structure in the
initial state, i.e., the gas before ionization, are then discussed: the ionization
of a highly degenerate gas of fermionic atoms and the ionization
of highly excited atoms in Rydberg states.
[1] T.C. Killian et al., Phys. Rev. Lett. 83, 4776 (1999).
[2] M.P. Robinson et al.; Phys. Rev. Lett. 85, 4466 (2000).
[3] M.S. Murillo, Phys. Rev. Lett. 87, 1150031 (2001).
[4] D.O. Gericke & M.S. Murillo, Contrib. Plasma Phys. 43, 298 (2003).
∗ funded by the U.S. Department of Energy (contract W-7405-ENG-36)
P 17.12 Mi 17:45 Foyer
A SELF-CONSISTENT MODEL FOR A NONLINEARLY MODULATED
PLASMA BOUNDARY SHEATH : FOURIER ANALYSIS AND IMPLE-
MENTATION OF NEWTON’S METHOD
— •Mustafa Bayrak und Ralf Peter Brinkmann —
Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr Universität Bochum,
Universitätsstrasse 150, 44780 Bochum
In the last years, in-situ diagnostic methods were successfully introduced
into the control of industrial plasma processes. In microelectronics,
these methods are known as AEC/APC, for advanced equipment
control/advanced process control. Self-excited electron resonance spectroscopy
(SEERS) is a particularly successful such methods, owing to its
robustness and the fact that is strictly passive and contamination free.
SEERS operates by observing the self-excitation of the so-called series
resonance that occurs in bounded plasmas. The mechanism of this
resonance involves a periodic exchange of energy between the electrostatic
field of the plasma boundary sheath and the kinetic motion of the
electrons in the bulk. A deeper understanding of the SEERS method
requires a detailed analysis of the mechanisms which excite this oscillation,
in particular the nonlinearities of the sheath. In this work, we
present a self-consistent model of a nonlinearly modulated plasma boundary
sheath. The non-linear dependence of the fourier coefficients of the
current density through the sheath and the voltage across the sheath are
related and their mutual dependence is characterized.
P 17.13 Mi 17:45 Foyer
THEORETICAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF THE
ELECTRON MOTION NEAR THE NEUTRAL POINT OF
THE MAGNETIC FIELD — •Murat Vural und Ralf Peter
Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr Universität
Bochum
Electron heating, i.e. the conversion of directed field energy into thermal
electron energy, requires a randomization process which destroys the
coherence in the motion of the electrons accelerated by the field. The
standard Ohmic heating, i.e. the scattering of electrons at the neutrals
of the background becomes very inefficient at gas pressures below 1 Pa.
In this work, we investigate the efficiency of an alternative mechanism,
namely the “scattering“ of magnetized electrons at a neutral loop in the
magnetic field configuration.
In the neighborhood of neutral points (where the magnetic field vanishes),
however, the adiabatic invariance is destroyed and the electron
motion becomes strongly chaotic. We consider a simple but realistic model
of a stationary non-uniform and rotational invariant magnetic field
configuration with neutral loop superimposed with an electrical RF modulation,
similar to that of a neutral loop discharge (NLD). We find that
the randomization of the electron motion by the neutral point provides
a very efficient heating mechanism at low gas pressure.
P 17.14 Mi 17:45 Foyer
EUV spectra of light elements — • ˇ Zeljko Andreić 1 , Hans-
Joachim Kunze 2 und Ante Hečimović 3 — 1 Faculty of Mining, Geology
and Petroleum Engineering, University of Zagreb, Pijerottijeva 6,
10 000 Zagreb, Croatia — 2 Institute of Experimental Physics V, Ruhr-
University, 44780 Bochum, Germany — 3 Faculty of Science, University
of Zagreb, Bijenička 32, 10000 Zagreb, Croatia
Spectra of laser-produced plasmas of light elements (Be-Al) were systematically
obtained with the help of a flat-field spectrograph built around
a Hitachi 1200 l/mm grating. The primary detector was a gated MCP
whose output plane was imaged onto a CCD camera. The whole spectral
range of the instrument was covered and individal spectra were assembled
together. In experiments the experimental parmeters were kept the
same. In the case of gaseous elements (N, O, F) their simplest solid compounds
were used as ablation targets. The goal is to obtain single element
spectra that cover the whole spectral range of the instrument in question
(i. e. approximately 3-30nm. For each element the instrumental spectrum
and the ”true” spectrum, cleaned of higher order spectral lines will be
assembled and made available on our web site. Such spectra can be used
to simplify wavelength calibration of XUV instruments built arround the
same or a simmilar gratings, and line identification in this spectral range.
Work is still in progres, but the first results (complete spectra of several
elements) are available and will be presented.
This work is suported by the Croatian Ministry of Science and Technology
(research grant no. 0195052), and by the Alexander von Humboldt
Foundation.
P 17.15 Mi 17:45 Foyer
Selbstkonsistente kinetische Beschreibung einer gestörten
Neon-Glimmentladung — •F. Sigeneger 1 , S. Arndt 1 , H.
Testrich 2 und Ch. Brandt 2 — 1 INP Greifswald — 2 Institut für
Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, 17489 Greifswald
Theoretische Untersuchungen eines im Übergangsbereich zwischen
positiver Säule und Anode gestörten zylindrischen Neonplasmas werden
vorgestellt. Sie nehmen Bezug auf spektroskopische Messungen an
Gleichstrom-Glimmentladungen, die durch eine radial eingeführte
Langmuirsonde gestört wurden. Die selbstkonsistente Analyse des
Neonplasmas beruht auf einem iterativen Hybridverfahren, das eine
hydrodynamische Beschreibung von Ionen, Elektronen und angeregten
Atomen sowie die Lösung der Poissongleichung umfasst. Die erforderlichen
ortsabhängigen Transport- und Ratenkoeffizienten der Elektronen
werden durch die gekoppelte Lösung der axial inhomogenen Boltzmann-

Plasmaphysik Mittwoch
gleichung der Elektronen ermittelt. Die durch die Sonde verursachte
Störung wird durch lokale Erhöhung der Terme berücksichtigt, die
den Verlust von Ladungsträgern infolge von Rekombination an der
Rohrwand bzw. dem Glasträger der Sonde beschreiben. Die Ergebnisse
der Modellierungen zeigen ausgeprägte Modulationen aller Plasmaparameter
im Bereich der Störung, die gedämpft periodisch in Richtung
Anode abklingen. Die axialen Dichteprofile angeregter Atome stimmen
gut mit den Messungen überein. Die Analyse elektronenkinetischer
Größen zeigt, dass die Reaktion des Plasmas maßgeblich durch das
nichtlokale Verhalten der Elektronen im deutlich gestörten elektrischen
Feld bestimmt wird.
Die Untersuchungen wurden gefördert durch den SFB 198.
P 17.16 Mi 17:45 Foyer
Experimentelle Untersuchungen von Störungen in einer
Neon-Glimmentladungen verursacht durch Sonden — •Holger
Testrich 1 , Ruslan Kozakov 1 , Christian Brandt 1 , Christian
Wilke 1 , Stefan Arndt 2 und Florian Sigeneger 2 — 1 Institut für
Physik, Universität Greifswald, 17489 Greifswald — 2 INP Greifswald,
17489 Greifswald
Die Störungen wurden durch radial in das Plasma eingeführte Langmuirsonden
verursacht. Sie äußern sich in deutlichen Schwankungen
der Strahlungsintensität um die Sonde, diese Störung wird periodisch
in Richtung Anode ausgedämpft. Mittels Laser-Atom-Absorptions-
Spektroskopie wurden die absoluten Teilchendichten der angeregten Atome
im Zustand 1s3 und 1s5 sowie mittels Emissionsspektroskopie das
relative Dichteprofil der Atome im Zustand 2p8 bestimmt. Die Untersuchungen
erfolgten bei verschiedenen geometrischen Konfigurationen (unterschiedliche
Radien, unterschiedlicher Abstand von der Sonde zur Anode)
bei Drücken von 0.67 bzw. 1.5 Torr und Stromstärken von bis zu
10 mA. In Abhängigkeit von der Eindringtiefe der Sonde in das Plasma
wurden Dichteänderungen von bis zu 50% festgestellt. Die beobachteten
Perioden- und Relaxationslängen variieren mit den Entladungsparametern
und deuten auf ein Verhalten vergleichbar den p-Schichten hin. Die
Messungen werden mit theoretischen Berechnungen verglichen, die auf
einem selbstkonsistenten kinetischen Modell beruhen. Auf diese Weise
konnten die experimentell bestimmten Dichteprofile der angeregten Atome
gut reproduziert werden. Die Untersuchungen wurden gefördert durch
den SFB 198.
P 17.17 Mi 17:45 Foyer
Welle-Welle-Wechselwirkung in einer Neon-Niederdruck-
Gasentladung. — •Ruslan Kozakov, Christian Wilke und
Berndt Bruhn — Institut für Physik, Universität Greifswald, 17489
Greifswald
In Neon-Niederdruckentladungen ist der Übergang vom homogen Zustand
über eine konvektive Instabilität zur absoluten Instabilität bei
Stromerhöhung ein wohlverstandenes Szenario. Im Druckbereich von
200-800 Pa findet man etwa reguläre p-Wellen, wogegen bei höheren
Drücken (>1200 Pa) die sogenannten regulären s-Wellen nahe der Instabilitätsgrenze
auftreten. Der Einsatz einer irregulären Wellendynamik
erfolgt in diesen Druckbereichen erst bei wesentlich höheren Strömen.
Die Situation ist völlig verschieden im Übergangs-bereich zwischen pund
s-Wellen um etwa 1000 Pa. Hier wird schon bei kleinen Strömen
nahe der Instabilitätsgrenze eine hochkomplizierte Raum-Zeit-Dynamik
experimentell beobachtet. Im theoretischen Modell findet man in dieser
Druckregion eine Kodimension-2-Bifurkation. Die berechneten Koeffizienten
der zugehörigen Normalform führen allerdings nur auf eine quasiperiodische
Dynamik der gekoppelten p- und s-Wellen. Als weitergehendes
theoretisches Konzept wird die Beschreibung der Dynamik mittels
gekoppelter Amplituden-gleichungen diskutiert.
P 17.18 Mi 17:45 Foyer
Zweidimensionale Vlasov–Simulation mit der Darwin–
Näherung der Maxwellgleichungen — •Holger Schmitz und
Rainer Grauer — Theoretische Physik I, Ruhr-Universität Bochum,
Universitäststr. 150, 44780 Bochum
In vielen Situationen kann die Vlasovgleichung nicht analytisch gelöst
werden. Aus diesem Grund ist es eine aktuelle Herausforderung die Vlasovgleichung
mit numerischen Methoden zu anzugehen. Die Verwendung
von Vlasov–Solvern, bei welchen die Verteilungsfunktion f(x,v) auf einem
Gitter im Phasenraum gegeben ist, ist in der Regel äußerst rechenintensiv.
In elektrodynamischen Simulationen diktiert das Friedrich-Levy Kriterium
zusätzlich einen maximalen Zeitschritt, welcher die Auflösung der
Lichtgeschwindigkeit auf dem numerischen Gitter fordert. Dies garantiert,
daß elektrodynamische Moden korrekt gelöst werden. Andererseits
hat dies auch extrem lange Rechenzeiten zur Folge.
In vielen Fällen tragen elektrodynamische Moden jedoch nicht zu den
physikalischen Effekten bei. Hier kann die Darwin–Näherung der Maxwellgleichungen
eingesetzt werden, bei welcher die Vakuummoden verschwinden,
jedoch die magnetoakustischen Moden erhalten bleiben. Folglich
kann der Zeitschritt erheblich vergrößert werden.
Erste Ergebnisse einer 2x3v–dimensionalen Vlasov–Darwin Simulation
werden Präsentiert.
P 17.19 Mi 17:45 Foyer
Bifurcation analysis of magnetic reconnection in Hall-MHD systems
— •Holger Homann and Rainer Grauer — Institut für Theoretische
Physik I, Ruhr-Universität-Bochum, 44780 Bochum
The dependence of the Hall-term on the width of the magnetic islands
of the tearing-mode is examined. We applied the center manifold theory
to a MHD-system. The MHD-system was chosen to be incompressible
and includes in addition to resistivity the Hall-term in Ohm’s law. For
certain values of physical parameters the corresponding center manifold is
two-dimensional and therefore the original partial differential equations
could be reduced to a two-dimensional system of ordinary ones. This
amplitude equations exhibit a pitchfork-bifurcation which corresponds
to the occurrence of the tearing-mode.
P 17.20 Mi 17:45 Foyer
Alfvén-Wellen in TJ-K — •K. Rahbarnia 1 , C. Elsner 1 , D. A.
Spong 2 und U. Stroth 1 — 1 Institut für Experimentelle und Angewandte
Physik, Christian-Albrechts-Universität, 24098 Kiel — 2 Oak
Ridge National Laboratory, Tennessee
Alfvén-Wellen sind in Weltraumplasmen allgegenwärtig. In Fusionsplasmen
werden sie durch schnelle Ionen angeregt und können zu
erhöhten Verlusten dieser Ionen führen. Experimentell wurden Alfvén-
Moden bisher an linearen Anordnungen und in Fusionsplasmen untersucht.
Ziel dieser Arbeit ist die Anregung und Untersuchung von Alfvén-
Moden in einem toroidalen Niedertemperaturplasma. Präsentiert werden
theoretische Vorstudien zu den erwarteten Anregungsspektren von
Alfvén-Moden, die im Bereich von 100 − 500kHz liegen. Die Anregung
der Moden wird durch in das Plasma eingebrachte Elektroden erreicht,
über die Wechselströme entlang einer Feldlinie gezogen werden.
Die angeregten Alfvén-Moden werden mit ˙ B-Sonden im gesamten Plasmavolumen
detektiert. Die experimentellen Untersuchungen finden am
Niedertemperaturplasma-Experiment TJ-K statt. Typisch für TJ-K sind
Dichten bis zu 1 × 10 18 m −3 , Elektronentemperaturen bis zu 15eV und
Ionentemperaturen Ti ≤ 1 eV. Die Entladungen werden mit ECRH in Argon,
Helium und Wasserstoff generiert. Durch seine niedrige Temperatur
bietet TJ-K eine besonders gute Diagnostizierbarkeit.
P 17.21 Mi 17:45 Foyer
Eigenschaften von Laserionsationsplasmen und Vergleich mit
Einschlagsionisation — •Anna Mocker-Ahlreep und Frank
Müller — Max-Planck-Institut für Kernphysik Saupfercheckweg 1
69117 Heidelberg
Um Einschlagsionistationsdetektoren von Raumsonden zu entwickeln
oder kalibrieren, ist es notwendig, schnelle Staubteilchen im Labor mit
Hilfe eines Staubbeschleunigers zu erzeugen. Den dabei erzielten Energien
der Teilchen sind jedoch Grenzen gesetzt, die unter denen der zum
Teil im Weltraum vorkommenden Partikeln liegen.
Um Einschläge höherer Energien zu simulieren, wird ein Nd-YAG-
Laser benutzt, der ein Plasma durch Laserionisaton erzeugt. Die Eigenschaften
dieses Plasmas werden u.a. durch Flugzeitmassenspektrometrie
untersucht und mit denen von Einschlägen von Staubteilchen verglichen.
P 17.22 Mi 17:45 Foyer
Entwicklung einer laserinduzierten breitbandigen XUV-
Plasmaquelle — •Lothar Koch, Cristina Marina und Bernd
Wellegehausen — Institut für Quantenoptik, Universität Hannover,
Welfengarten 1, 30167 Hannover
Für messtechnische Anwendungen im XUV-Spektralbereich (10 nm bis
50 nm) wird im Rahmen eines Verbundprojektes [1] ein Spektrometer
mit einer laserbasierten Plasmastrahlungsquelle entwickelt. Zur Erzeugung
der breitbandigen Plasmastrahlung wird ein Diodenlaser-gepumpter
Nd:YAG-Laser (20 mJ, 10 ns) auf ein rotierendes Festkörpertarget fokussiert.
Nach Abbildung und Monochromatisierung steht die Strahlung

Plasmaphysik Mittwoch
dann in einer Messkammer für Anwendungen zur Verfügung. Ein besonderes
Problem bei Festkörperplasmen ist der Schutz optischer Komponenten
vor Debris. Es werden verschiedene Verfahren zur Debrisreduzierung,
u.a. die Anwendung von Kapillarfiltern und -optiken erprobt und
die Eigenschaften der Plasmaquelle beschrieben.
[1] BMWA-Verbundprojekt SpeXUV, Förderkennzeichen 16IN0211
P 17.23 Mi 17:45 Foyer
Electrical Resistivity of High Energy Density Matter Generated
by Intense Heavy Ion Beams — •Serban Udrea 1 , Naeem
Tahir 2 , Dmitry Varentsov 1 , Carmen Constantin 3 , Eduard
Dewald 3 , Joachim Jacoby 4 , and Dieter H.H. Hoffmann 1,2 —
1 Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Schlossgartenstr.
9, 64289 Darmstadt — 2 Gesellschft für Schwerionenforschung,
Planckstr. 1, 64291 Darmstadt — 3 Lawrence Livermore National Laboratory,
7000 East Ave., Livermore, CA 94550-9234, USA — 4 Institut
für Angewandte Physik, Universität Frankfurt, Robert-Mayer-Str. 2-4,
60325 Frankfurt am Main
Intense heavy ion beams are an excellent tool to produce large volumes
of high energy density (HED) matter. The thermodynamic and transport
properties of such systems are of interest for fundamental as well as for
applied research. In this work we present measurements of the electrical
resistivity of metallic wires heated by intense heavy ion beams. The
targets (10 mm long, 0.25 mm diameter) were made of lead, copper and
silver. Oxygen and argon 1 µs long ion beam pulses with intensities up
to 6 ·10 10 particles and energies of 200 and 300AMeV, respectivelly have
been used as drivers. The high energy densities deposited in the targets
(up to 1 kJ/g) have been achieved by focussing the ion beams with a
high current plasma lens down to a diameter of 0.7 − 1.0 mm FWHM.
The measurements are compared with results obtained by 2D simulations
of the hydrodynamic response of the target material and the electrical
current flow calculations.
P 17.24 Mi 17:45 Foyer
Experimental Results on the Energy Loss of Carbon Ions in
Dense, Laser-Produced Plasmas — •Muhammad Youssef 1 ,
Abel Blazevic 1 , Erik Brambrink 1 , Pascal Pirzadeh 1 , Gabriel
Schaumann 1 , Matthias Geißel 1 , Markus Roth 1 , and Dieter
H.H. Hoffmann 1,2 — 1 Institut für Kernphysik, Technische Universität
Darmstadt, Schlossgartenstr. 9, 64289 Darmstadt — 2 Gesellschft für
Schwerionenforschung, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt
One of the main research interests of the plasma physics group at
the Gesellschaft für Schwerionenforschung Darmstadt is the investigation
of the energy loss of swift heavy ions in dense plasmas. In this work
we present experimental results on the energy loss of 12 C +6 ions with a
4.8MeV/u initial energy in dense, laser-produced plasmas. These plasmas
were generated using the nhelix laser system (120 J, 15 ns, λ = 1064 nm)
by irradiating teflon foils of 2.70−4.05µm. The energy loss of the carbon
projectiles was measured using the time-of-flight method.
P 17.25 Mi 17:45 Foyer
Space Resolved X-Ray Spectroscopy in Long Pulsed Laser Plasmas
— •G. Rodríguez Prieto 1 , M.S. Schollmeier 1 , F.B. Rosmej
2 , A. Azima 3 , A. Blazevic 1 , E. Brambrink 1 , P. Pirzadeh 1 ,
O.N. Rosmej 1 , G. Schaumann 1 , and D.H.H. Hoffmann 1 — 1 GSI
Planckstrasse 1, 64291 Darmstadt — 2 PILMA, Université de Provence
et CNRS, Marseille, France — 3 Universität Heidelberg, Germany
In this work we present our preliminary results of spectroscopic investigations
of plasmas produced by the NHELIX laser facility (140 Joules
in 14 ns, λ = 1.064 nm.) at GSI, Darmstadt. The measurements have
employed two mica spectrometers with a resolution λ/∆λ of 3000 at
wavelengths less than 2 nm. Spectrographic data were used to achieve
space resolved information about the ion velocity distribution, electron
density and electron temperature inside the plasma.
P 17.26 Mi 17:45 Foyer
Design and extension of a Nd-YAG/glass lasersystem —
•Armin Azima 1 , A. Blaszevic 2 , E. Brambrink 2 , P. Neumayer
2 , P. Pirzadeh 2 , G. Schaumann 2 , M. Schollmeier 2 , G.
Rodríguez 2 , J. Kluge 1 , M. Roth 2 , and D.H.H. Hoffmann 2 —
1 Universitát Heidelberg — 2 GSI Darmstadt Plasmaphysik
The propose of this work is to link the beam of a Nd-YAG oscillator
into the NHELIX amplifier chain, which consists of several Nd-Glass amplifier
rods and to focus the amplified light on a target, for analyzing
plasmas with the so called ” backlighter“ imaging method. The special
feature of the system will be the use of two laserpulses simultaneosly
in the same amplifier chain. One beam from a new oscillator and the
other one from an already in use oscillator, which are having different
pulse length (15ns and 500ps FWHM). Although they are propagating
parallel and simultaneosly along the same amplifier rods, they will be
spatially divided after amplification. This is realized due to controlling
the polarization and using some polarizers as kind of a light duplexer.
The estimated light intensity of the two beams in the focus point will be
10 1 3 W/(cm 2 ) and 10 1 4 W/(cm 2 ).
The beam propagation was simulated with the MIRO-Code, too.
P 17.27 Mi 17:45 Foyer
Energy and emission distributions of ions in laser ablated plasmas
from binary TiAl targets — •S. N. Srivastava and K. P.
Rohr — Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern, Germany
The present work for the first time compares spectra of ion energy distributions
in laser produced particle beams from pure metals with a series
of its composite materials. Targets are Al and Ti and Ti25Al75, Ti34Al66,
Ti50Al50 and Ti75Al25, respectively. The measurements are resolved for
the different ion groups. The plasma was produced by obliquely incident
Q-switched laser pulses (EL = 130 mJ, t = 5 ns and l = 1.06 mm) focused
to an ablation area of about 0.3 mm2. Most apparent findings are:
1. The averaged particle energies increase with the charge and the atomic
mass of the ions. This holds for all emission angles and for both pure and
binary targets. 2. As a function of the ionic charge the angular emission
cone steepens and moves towards the direction of the incoming laser
beam. 3. The absolute values of the averaged energies of corresponding
species in the monoatomic and complex beam are essentially equal.
P 17.28 Mi 17:45 Foyer
Segregation of neutrals and ions in laser ablated plasmas from
binary TiAl targets — •S. N. Srivastava and K. P. Rohr — Fachbereich
Physik, Universität Kaiserslautern, Germany
Till now, systematic and differential experiments of laser ablated particle
pulses exists only for mono-atomic target systems.The present experiment
for the first time compares in detail angular emission characteristics
of laser produced plasma pulses ablated from binary material of variable
stoichiometry with each other and with those of its pure components.
As an example system we have chosen Titanium-Aluminium compounds
(TiAl). The plasma was produced by obliquely incident Q-switched laser
pulses (EL = 130 mJ, t = 5 ns and l = 1.06 mm) focused to an ablation
area of 0.3 mm2. The most remarkable results are: 1. All emission
distributions can be well fitted by Gauß-function. 2. The widths of the
emission cones of both, ions and total number of particles, steepens as
a function of the average atomic mass A and can be well approximated
by G = k/A + c. Hereby k systematically depends on the size of the
focal area. 3. The width is decreasing with increasing charge state. 4.
The direction of the emission turns towards the direction of the incoming
laser beam as a function of the particles charge state. The results are
of practical interest and give useful datasets for theoretical simulations.
P 17.29 Mi 17:45 Foyer
Design and extension of a Nd-YAG/glass lasersystem —
•Armin Azima 1 , A. Blaszevic 2 , E. Brambrink 2 , P. Neumayer
2 , P. Pirzadeh 2 , G. Schaumann 2 , M. Schollmeier 2 , G.
Rodríguez 2 , J. Kluge 1 , M. Roth 2 , and D.H.H. Hoffmann 2 —
1 Universitát Heidelberg — 2 GSI Darmstadt Plasmaphysik
The propose of this work is to link the beam of a Nd-YAG oscillator
into the NHELIX amplifier chain, which consists of several Nd-Glass amplifier
rods and to focus the amplified light on a target, for analyzing
plasmas with the so called ” backlighter“ imaging method. The special
feature of the system will be the use of two laserpulses simultaneosly
in the same amplifier chain. One beam from a new oscillator and the
other one from an already in use oscillator, which are having different
pulse length (15ns and 500ps FWHM). Although they are propagating
parallel and simultaneosly along the same amplifier rods, they will be
spatially divided after amplification. This is realized due to controlling
the polarization and using some polarizers as kind of a light duplexer.
The estimated light intensity of the two beams in the focus point will be
10 1 3 W/(cm 2 ) and 10 1 4 W/(cm 2 ).
The beam propagation was simulated with the MIRO-Code, too.

Plasmaphysik Mittwoch
P 17.30 Mi 17:45 Foyer
Investigation of x-rays from laser-produced plasmas for scattering
experiments — •M.S. Schollmeier 1 , G. Rodriguez Príeto 1 ,
F.B. Rosmej 2 , A. Azima 3 , A. Blazevic 1 , E. Brambrink 1 , P.
Pirzadeh 1 , O.N. Rosmej 1 , G. Schaumann 1 , T. Schlegel 1 , and
D.H.H. Hoffmann 1 — 1 GSI - Darmstadt, Plasmaphysik, Germany
— 2 PIIMA, Université de Provence et CNRS, Marseille, France —
3 Universität Heidelberg, Germany
For future investigations of warm dense matter (strongly coupled plasmas),
there is a need for a new probing method, because conventional
visible laser beams cannot penetrate the plasma due to the corresponding
low critical electron density. One possibility is spectrally resolved x-ray
scattering which can be realized by the kilojoule PHELIX laser-driven
x-ray source at GSI, Darmstadt.
Spectrally resolved x-ray scattering potentially provides both electron
density and temperature. The goal of this work is the investigation of
the probe transition Heα with its underlying dielectronic satellite structure.
A plasma consisting of He-like chlorine ions was produced by the nhelix
laser-beam (140 J, 14 ns) with pressed salt or PVC targets. The x-rays
were spectrally dispersed using both a high-efficiency HOPG-crystal and
a high-resolution spherically bent mica crystal. This allowed the calibration
of the HOPG-crystal and the investigation of the influence of
dielectronic satellites on the spectrum. The HOPG-crystal will be finally
used to detect the backscattered radiation.
P 17.31 Mi 17:45 Foyer
EOS of dense hydrogen, helium and their mixtures — •Volker
Schwarz, Hauke Juranek, and Ronald Redmer — Universität Rostock,
Fachbereich Physik, Universitätsplatz 3, 18055 Rostock
We present results for the equation of state (EOS) of dense hydrogen
and helium considering dissociation and ionisation processes. In addition,
hydrogen-helium mixtures which are relevant for interiors of giant planets
like Jupiter and extrasolar planets are also treated.
The self-consistent calculations are performed for the respective density
and temperature region known as warm dense matter. The EOS of
the neutral component is determined within Fluid Variational Theory
(FVT). Effective pair potentials are used there for the interactions between
the various components. Ionisation is described within an efficient
plasma model. Pressure dissociation of hydrogen molecules as well as
pressure ionisation of hydrogen and helium atoms occurs at ultra-high
pressures. The EOS results are checked against available shock wave data
by means of Hugoniot curves.
P 19 Magnetischer Einschluss III
P 17.32 Mi 17:45 Foyer
Collisional Absorption in Strong Laser Fields: Quantum Kinetics
and Simulation — •P. Hilse 1 , M. Schlanges 1 , Th. Bornath 2 ,
and D. Kremp 2 — 1 Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität
Greifswald, D-17487 Greifswald — 2 FB Physik, Universität Rostock, D-
18051 Rostock
Collisional absorption of dense fully ionized plasmas in strong laser
fields is investigated using quantum statistical methods. For highfrequency
fields, quantum statistical expressions for the electrical current
density and the electron-ion collision frequency are presented. Strong correlations
are taken into account and their influence on the absorption
rate is discussed. The expressions are valid for arbitrary field strength
assuming the nonrelativistic case. In addition, we have performed molecular
dynamic simulations to calculate the heating of dense plasmas in
laser fields. Comparisons with the analytic results for different plasma
parameters are given. We consider isothermal plasmas as well as two–
temperature plasmas. Furthermore results for the velocity distribution
function under the influence of intense laser fields are presented which
show a different behaviour in comparison to weak fields.
P 17.33 Mi 17:45 Foyer
Relaxation stark gekoppelter Zwei-Temperaturen-Plasmen —
•D.O. Gericke 1,2 , M.S. Murillo 1 , G. Grubert 2 , Th. Bornath 3
und M. Schlanges 2 — 1 Theoretical Division, Los Alamos National
Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA — 2 Institut für Physik, E.-M.-
Arndt Universität Greifswald, Domstraße 10a, 17489 Greifswald — 3 FB
Physik, Universität Rostock, Universitätsplatz 3, 18051 Rostock
Wir zeigen Resultate für den Verlauf der Temperaturangleichung
in stark gekoppelten Zwei-Temperaturen-Plasmen. Insbesondere
untersuchen wir den Einfluß von Änderungen in der potentiellen
Energie der Plasmateilchen. Solche Veränderungen werden durch die
Relaxation selbst hervorgerufen, da sich die Plasmaparameter ändern.
In diesem Beitrag untersuchen wir den Einfluß von Veränderungen in
der Korrelationsenergie der Ionen, der Abschirmung und der chemischen
Zusammensetzung (Ionisationsgleichgewicht). Im allgemeinen führen
diese Beiträge zu einer Verlangsamung des Temperaturausgleichs
zwischen Elektronen und Ionen im Vergleich zu Rechnungen, die
diese Beträge vernachlässigen. Außerdem findet eine Verschiebung der
Gleichgewichtstemperatur am Ende der Relaxation statt, was auf die
verschiedenen Modelle für die Zustandsgleichung zurückzuführen ist.
Zeit: Donnerstag 10:30–12:30 Raum: Hörsaal D
Fachvortrag P 19.3 Do 11:30 Hörsaal D
Dreidimensionale räumliche Struktur von Driftwellenturbulenz
— •N. Mahdizadeh, M. Ramisch, F. Greiner, C. Happel, P.
Manz, M. Quitzau, D. Wilken und U. Stroth — Institut für Experimentelle
und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität,
24098 Kiel
Messungen zur Turbulenz in einem poloidalen Plasmaquerschnitt in
TJ-K zeigen die typische Eigenschaften von Driftwellenturbulenz [1]. So
sind Dichte- und Potentialfluktuationen annähernd in Phase � und die
charakteristische Größe der Fluktuationen skaliert mit ρs =
miTe/B,
wobei die Masse durch Verwendung der Arbeitsgasse Wasserstoff, Helium
und Argon und die Elektronentemperatur Te über die Heizung
variiert werden. Diese Messungen werden durch Verwendung von Deuterium
und höhere Heizleistung erweitert. Ein weitere wichtige Eigenschaft
von Driftwellen ist ihre endliche parallele Wellenlänge, die ebenfalls
im Rahmen dieser Arbeit untersucht wird. Dazu werden die mit einer
8×8-Sondenmatrix aufgenommen Fluktuationen mit einer mobilen Sonde
an unterschiedlichen toroidalen Positionen korreliert. Der experimentelle
Aufbau sowie erste Ergebnisse werden in diesem Beitrag vorgestellt.
[1] C. Lechte et al., submitted to Phys. Rev. Lett.
Fachvortrag P 19.4 Do 11:50 Hörsaal D
Zweidimensionale Struktur der Turbulenz unter dem Einfluss
von Plasma-Biasing im TJ-K — •M. Ramisch 1 , F. Greiner 1 , C.
Henning 1 , T. Klinger 2 , A. Köhn 1 , N. Mahdizadeh 1 , B. May 1 , U.
Stroth 1 und J. Zalach 2 — 1 Institut für Experimentelle und Angewandte
Physik, Christian-Albrechts-Universität, 24098 Kiel — 2 MPI für
Plasmaphysik, Greifswald
Im Torsatron TJ-K werden Niedertemperaturplasmen unterschiedlicher
Gase mittels ECRH erzeugt, die in wesentlichen Parametern den
Plasmen in der Randschicht eines Fusionsplasmas ähnlich und dennoch
überall für Sondendiagnostiken zugänglich sind. Zur Untersuchung
der zweidimensionalen Struktur der Driftwellenturbulenz im TJ-K wurde
eine 8 × 8-Matrix aus Langmuirsonden konstruiert. Im Vergleich
zu herkömmlichen Zweipunkt-Korrelations-Verfahren zur raumzeitlichen
Untersuchung turbulenter Strukturen können nun Fluktuationen an 64
Positionen simultan erfasst werden.
Diese Diagnostik gibt Aufschluss über die Skalierung turbulenter
Strukturen mit dem Driftparameter ρs. Um den L-H-Übergang zu studieren,
werden radiale elektrische Felder extern durch Biasing des Plasmapotentials
induziert. Im TJ-K wird hierfür eine ringförmige, an die
Separatrix angepasste Elektrode verwendet. Der Beitrag untersucht die
induzierten Übergänge am Einfluss der Strömung auf die mit der Matrix
gemessenen turbulenten Strukturen.

Plasmaphysik Donnerstag
Fachvortrag P 19.5 Do 12:10 Hörsaal D
Spatiotemporal dynamics of turbulent SOL fluctuations in AL-
CATOR C-Mod: Comparison between Ohmic and EDA discharges
— •Olaf Grulke 1 , James L. Terry 2 , Brian LaBombard
2 , and Stewart J. Zweben 3 — 1 MPI for Plasma Physics, EU-
RATOM Association, Greifswald, Germany — 2 Massachusetts Institute
of Technology, Cambridge, USA — 3 Princeton Plasma Physics Laboratory,
Princeton, USA
A general feature of turbulent fluctuations in magnetized plasmas is the
strong anisotropy with much higher correlation length along the magnetic
field lines when compared to the perpendicular direction. We present investigations
on the dynamics of turbulent fluctuations in the SOL of the
Alcator C-Mod tokamak. In the poloidal plane fluctuations are characterized
by two-dimensional imaging of the Dα emission of a localized gas puff
with a fast camera (250kHz frame rate) and a radial array of fast optical
diodes. These intensity fluctuations are due in part to plasma density
fluctuations. Additionally an electric probe is used to measure potential
fluctuations on a magnetic flux tube connecting to the emission region of
the gas puff. In the poloidal plane the formation and propagation of largescaled
structures is observed, which contribute to cross-field transport by
a significant radial propagation. Along the magnetic field the turbulent
fluctuations form striations with a typical correlation coefficient of up to
50% at a separation distance of ∼ 3m. The dynamics of structures in
Ohmic and EDA discharges are compared.
P 20 Diagnostische Methoden V, Niedertemperaturplasmen Plasmatechnologie IV
Zeit: Donnerstag 10:30–12:30 Raum: Hörsaal H
Fachvortrag P 20.3 Do 11:30 Hörsaal H
Semiconductor-Gas Discharge Infrared Image Converter
with a Microstructured Gas Discharge Layer — •Valery M.
Marchenko 1 , Leonid M. Portsel 1,2 , and Hans-Georg Purwins 1
— 1 Institute of Applied Physics, Münster University, Germany — 2 A.F.
Ioffe Physico-Technical Institute, St. Petersburg, Russia
The converter consists of a high-ohmic Si:Zn wafer sensitive in a 1.1–3.5
µm spectral band and an adjacent micro capillary plate (MCP) followed
by an output window with an Indium Tin Oxide electrode from the side
directed to the MCP. Such a converter cell, filled with an appropriate
gas, is cooled down to 80–90 K and fed from a high voltage supply. An
incoming IR image modulates the Si:Zn wafer resistivity and thereby
controls the discharge brightness in the MCP pores, creating a visible
output image.
Experimental results are presented for 300 µm thick MCPs with a pore
diameter as small as 100, 50 and 20 µm, and Ar as a filling gas under
pressure varied from 20 to 200 hPa. For all three MCP options, conditions
of the device stable operation have been found. As shown, fine
enough structuring the gas discharge layer can considerably enhance spatial
resolution as compared with that for a homogeneous gas layer. This
is achieved by preventing both lateral diffusion of discharge particles and
propagation of resonance radiation.
Beside the spatial resolution, breakdown voltage and output brightness
have been estimated and compared with those for a homogeneous
gas gap.
Fachvortrag P 20.4 Do 11:50 Hörsaal H
Strukturierung einer planaren dielektrischen Barrierenentladung
in einem Drift-Diffusions-Modell — •L. Stollenwerk 1 ,
H.-G. Purwins 1 , I. Brauer 1,2 und J.-P. Boeuf 3 — 1 Westfälische
Wilhelms-Universität Münster, Institut für angewandte Physik,
Corrensstr. 2/4, 48149 Münster — 2 Robert Bosch GmbH, Robert Bosch
Str. 2, 71101 Schwieberdingen — 3 CPAT, CNRS ESA 5002, Université
Paul Sabatier, 31062 Toulouse, Frankreich
In einer lateral ausgedehnten dielektrischen Barrierenentladung werden
bei geeigneter Wahl der Parameter selbstorganisierte Strukturen in
der Leuchtdichte beobachtet. Sehr häufig bestehen diese Strukturen aus
Stromfilamenten, die senkrecht von einer Elektrode zur Anderen verlaufen.
Die Strukturierung der Gasentladung entsteht während der ersten
Perioden der treibenden Wechselspannung aus einem homogenen Zustand
heraus.
Es wird eine Gasentladung mit He als Arbeitsgas mit einem Drift-
Diffusions-Modell beschrieben. Die Gleichungen werden in zwei Dimensionen
– eine parallel und die andere senkrecht zur Stromflußrichtung –
numerisch gelöst. Die während der ersten Durchbrüche homogene Entladung
wird instabil und zerfällt in einzelne Stromfilamente. Die Ergebnisse
werden mit experimentellen Daten verglichen.
Fachvortrag P 20.5 Do 12:10 Hörsaal H
Townsend Discharge in a System with the High-ohmic
Electrode — •Shalva Amiranashvili, Svetlana Gurevich,
Lars Stollenwerk, and Hans-Georg Purwins — Institut für
Angewandte Physik, Westfälische Wilhelms-Universität, Münster,
Germany
Basic properties of Townsend (homogeneous) discharge are considered
theoretically for a system with the high-ohmic electrode. The geometry
is quasi-two-dimensional, e.g., the radial dimensions considerably exceed
the distance between the electrodes. Such a choice is suggested by recent
experimental studies of the sandwich-like discharge system with the
metallic anode and the high-ohmic semiconductor cathode. The Maxwell
time of the semiconductor is large as compared with the drift times of
electrons and ions. A new time-scale is thus introduced for the surface
charges on the cathode.
The discharge dynamics appears to more complicated than in the classical
Townsend model with the metal electrodes. We discuss transverse
stability of the uniform discharge and demonstrate the tendency to filamentary
instabilities. It is possible to estimate the space-scale of the
inhomogeneity and to compare results with the experimental data. Farther
consequences of the surface charges dynamics are also discussed.

Abdel-Rahman, Mohammed .....P 9.2
Agarwal, Jessica ...............EP 3.6
Aliev, Yu. M. ..................P 10.5
Altobelli, Nicolas ...... EP 5.6, EP 9.8
Alves, João ................... EP 8.2
Amin, Munib ..................P 3.13
Amiranashvili, Shalva .......... P 20.5
Andreić, ˇ Zeljko ...............P 17.14
Ao, Xianzhi ................... EP 3.3
Apetz, Rolf .................... K 5.1
Arndt, S. .................... P 17.15
Arndt, Stefan ................ P 17.16
Arp, Oliver ... P 6.5, P 10.25, P 10.30
ASDEX Upgrade Team ....P IV, P 5.4
Audebert, Patrick ............. P 13.5
AUG Team .....................P 5.5
Aurass, Henry .................EP 2.2
Awakowicz, P. .. P 3.18, P 8.5, P 17.7
Awakowicz, Peter ..............P 3.19
Azima, A. ...........P 17.25, P 17.30
Azima, Armin ....... P 17.26, P 17.29
Baalmann, A. ................. P 3.20
Babkina, Tatiana .............P 17.10
Bachmann, P. K. ..............PV VII
Baeva, M. .............P 3.16, P 3.17
Baeva, Margarita ............... P 3.1
Bagdonat, Thorsten ........... EP 5.3
Basner, Ralf ................. P 10.15
Bayrak, Mustafa ............. P 17.12
Beaujean, Rudolf .............EP 8.12
Beebe, S. J. ................... PV III
Behnke, J. F. ..................P 3.22
Behringer, K. ..P 3.6, P 3.26, P 9.4,
P 15.4, P 17.3, P 17.4
Beigman, I. .................... P 9.5
Bendisch, Jörg ...............EP 9.11
Benkhoff, Johannes ............ EP IX
Berger, M. ..................... P 9.4
Bergmann, Klaus ...........K I, K 5.1
Bermann, Andreas ..............P 3.8
Bernd, Heber ................. EP 3.2
Berndt, Johannes .. P 3.3, P 10.12,
P 10.34, P 17.5
Biborosch, Leopold D. .......... K 1.4
Biedermann, Christoph ......... P XIII
BINDEMANN, THOMAS .......P 3.7
Bischoff, Rainer ..........K 1.3, K 5.2
Blaszevic, A. ........ P 17.26, P 17.29
Blazevic, A. ......... P 17.25, P 17.30
Blazevic, Abel ........ P 13.5, P 17.24
Block, Dietmar . P XVI, P 3.2, P 6.4,
P 10.31, P 10.32
Bluhm, Hansjoachim ............ K III
Bödeker, Hendrik U. ...........P 10.8
Böke, Marc .................... P 3.3
Börner, P. .....................P 3.16
Böttcher, S. .................. EP 6.1
Boeuf, J.-P. ........... P 10.7, P 20.4
Bößwetter, Alexander ..........EP 5.3
Bohl, Jürgen ................... K 2.2
Bolt, Harald .....................P III
Born, M. .K 1.5, K 5.4, P 3.16, P 3.17
Born, Matthias ................. P 3.1
Bornath, Th. ........ P 17.32, P 17.33
Borodin, D. .................... P 9.5
Borrmann, Thorsten ...........EP 8.3
Brambrink, E. ... P 17.25, P 17.26,
P 17.29, P 17.30
Brambrink, Erik ...... P 13.5, P 17.24
Brandenburg, R. P 3.10, P 3.20, P 16.7
Brandt, Ch. ..................P 17.15
Brandt, Christian .............P 17.16
Brauer, I. ..............P 10.7, P 20.4
Breitschwerdt, Dieter .. EP 1.4, EP 8.2
Bremer, Jürgen ............... EP 7.6
Brezinsek, S. ................... P 9.5
Brinkmann, Ralf Peter P 12.3, P 12.4,
P 15.3, P 15.5, P 17.12, P 17.13
Bruhn, Berndt ............... P 17.17
Buechner, J. ................. EP 9.10
Büchner, Jörg ................EP 9.12
Buescher, E. S. ................ PV III
Burmeister, Sönke ............EP 8.12
Busch, C. ...................... P 8.3
Busse, Gerhard ................. K 4.2
Bussiahn, René ................P 16.5
Bzowski , Maciej .............. EP 8.4
Carone, Ludmila .............. EP 1.6
Chichkov, B. N. ......... K 1.5, K 5.4
Clarenbach, B. .........P 10.4, P 10.5
Clarenbach, Bernd .............P 10.3
Clarke, Rob ................... P 13.5
Co-Investigator Team, HRSC .. EP 9.3
Cobble, Jim ................... P 13.5
Constantin, Carmen .......... P 17.23
Conway, G. D. ..................P 5.4
Costache, Florenta .......K 3.3, K 5.6
Cowan, Tom .................. P 13.5
Crintea, Dragos Liviu .........P 10.14
Czarnetzki, U. .................P 3.29
Czarnetzki, Uwe ..............P 17.10
Czichy, M. .................... P 3.18
Dabringhausen, L. .......P 8.5, P 17.7
Daly, P. ..................... EP 9.10
Daly, Patrick ..................EP 7.1
Davaasambuu, Jav ............. K 4.2
Davies, P. B. ................... P 9.6
de Avillez, Miguel A. .......... EP 1.4
Deilmann, Michael ............ P 3.19
Denk, Tilmann ................EP 4.2
Deuchler, C. .................. EP 9.4
Dewald, Eduard .............. P 17.23
Dinescu, G. .................. P 10.14
Dirscherl, Manfred ............... K V
Dittmann, K. ..................P 3.24
Döbele, H. F. ................. P 3.28
Döbele, Hans-Frieder ........... P 9.2
Döebele, H. F. ................ P 3.27
Dreher, Jürgen ................ P 12.5
Dubinin, Eduard ...............EP 7.3
Duten, Xavier ................. P 3.21
Duvet, L. ..................... EP 6.1
Dwars, Torsten ................ P 16.3
Eckert, Sebastian ...............K 5.6
Edwina, Wolff .................EP 3.2
EFDA-JET collaborators .........P IV
Efremov, Vladimir ............. P 3.15
Egedal, Jan ................... P 15.2
Ehlbeck, Jörg ................. P 16.3
Ellinghorst, G. .................P 3.20
Elsner, C. ........... P 10.17, P 17.20
Emmoth, Birger ............... P 17.9
Engler, Norbert ............... EP 7.5
Erckmann, Volker ............... P IX
Esch, Daniel ...........P 3.13, P 3.14
Eßer, Gerd .......................K V
Fahr, Hans ....................EP 6.3
Fahr , Hans Joerg .............EP 8.4
Fahr, Hans-Jörg ...............EP 1.1
Fahrbach, Hans-Ulrich .......... P 3.8
Falk, Stefan ....................K 2.4
Fantz, U. P 3.6, P 3.26, P 9.4, P 15.4,
P 17.3, P 17.4
Fantz, Ursel .............P VIII, P 3.7
Feng, Y. ..................... P 10.20
Ferreira, S. E. S. ...... EP 8.6, EP 8.8
Ferreira, Stefan ............... EP 1.2
Fertman, Alexander ............P 3.15
Fichtner, H. ...................EP 8.6
Fichtner, Horst EP 1.1, EP 3.4, EP 6.3,
EP 8.3, EP 8.5
Fink, Martin A. .............. P 10.33
Foest, Rüdiger .................P XIV
Fox, Will ......................P 15.2
Frank, Klaus .. K 1.3, K 1.4, K 2.2,
K 5.2, K 5.8
Frank, Till D. ................. P 10.8
Franz, M. ....................EP 9.10
Freyberg, Michael ............. EP 8.2
Fricke-Begemann, C. ......... EP 8.11
Friedrich, Rudolf .............. P 10.8
Fröhlich, Maik ............... P 10.22
Fuchs, Julien ..................P 13.5
Fuhrmann, Hans .............. P 16.3
Fussmann, Gerd ............... P XIII
Gabriel, Onno ................. P 3.23
Galka, Thomas ...............P 10.11
Gans, Timo .................. P 17.10
Garcia-Munoz, Manuel ..........P 3.8
Gebauer, Gerd ............... P 10.11
Geigl, Martin ..................P 16.4
Geißel, Matthias ...... P 13.5, P 17.24
Gericke, D. O. .P XI, P 17.11, P 17.33
Gericke, Karl-Heinz ............ P 16.2
Giannone, L. ................... P 5.5
Giese, B. ......................EP 9.3
Giese, H. ......................P 3.16
Giesen, Adolf ................... K IV
Glassmeier, K. H. ............ EP 9.10
Glassmeier, Karl-Heinz EP 4.1, EP 9.6,
EP 9.7
Glenzer, Siegfried .............. PV IX
Gobert, Olivier ................. K 5.6
Görtler, A. ................ K II, K 5.5
Goodman, Timothy .............P 5.3
Gortchakov, Sergej ............ P 16.5
Grauer, Rainer ... P 12.5, P 17.18,
P 17.19
Green, Günter .................EP 8.1
Greiner, F. ......P 3.9, P 19.3, P 19.4
Greiner, Franko ................P XVI
Grießmeier, Jean-Mathias ......EP 1.5
Grubert, G. .................. P 17.33
Gruen, Eberhard ...EP 3.6, EP 5.6,
EP 9.8
Grulke, Olaf . P 3.12, P 10.6, P 15.2,
P 19.5
Gurevich, Svetlana .............P 20.5
Gwinner, K. ...................EP 9.3
Haberscheidt, T. ............. P 10.20
Haerendel, Gerhard ............EP 7.4
Häusler, Bernd ........ EP 6.2, EP 9.5
Halfmann, Helmut .............P 3.19
Hamme, Frank S. ............. P 12.4
Hannemann, Mario ... P 10.29, P 16.6
Happel, C. .................... P 19.3
Hartfuß, H. -J. ................ P 3.11
Harting, Derek ............... P 10.20
Hassouni, Khaled ..............P 3.21
Hauber, E. ............EP 9.3, EP 9.4
Hauber, Ernst .................EP 5.2
Haungs, Andreas ..............EP 1.3
Hayashi, D. ................... PV VII
Head III, James W. .......... EP 8.10
Heber, B. EP I, EP 8.6, EP 8.7, EP 8.8
Hegelich, Manuel ..............P 13.5
Helbig, Volkmar ....... P 3.13, P 3.14
Helmke, Christiane ........... EP 8.13
Henning, C. ................... P 19.4
Hensler, Gerd .................. EP III
Henyk, Matthias ............... K 3.3
Herzog, Sandra ................P 3.14
Heusler, G. ................... PV VII
Hečimović, Ante ............. P 17.14
Hilchenbach, M. .............. EP 3.1
Hilchenbach, Martin ...........EP 9.9
Hildebrandt, Dieter ............ P 17.9
Hilse, P. ..................... P 17.32
Hippler , Rainer P 3.22, P 10.1, P 10.2,
P 10.22, P 10.29, P 16.6
Hirsch, Kurt ....................P 9.3
Hirsch, M. .................... P 3.11
Hirt, Markus ...........P 6.4, P 10.32
Höffner, J. ...................EP 8.11
Höllt, L. ....................... P 5.5
Hoffmann, D. H.H. P 17.25, P 17.26,
P 17.29, P 17.30
Hoffmann, Dieter H. H. ... P 3.15,
P 17.23, P 17.24
Hoffmann, H. ................. EP 9.3
Hohla, A. ................. K II, K 5.5
Homann, Holger ..............P 17.19
Hong, Suk-Ho . P 3.3, P 10.28, P 17.5
Horvath, Kinga ........ P 3.7, P 10.19
Hugenschmidt, Manfred ........ K 4.1
IBEX Team - Kollaboration ....EP 6.3
Ichiki, Ryuta ................. P 10.24
Irrek, Florian .................. P 17.8
Israel, Daniel ..................P 17.6
Ivanov, Yuriy .................P 10.24
Jacoby, Joachim ..............P 17.23
Jakubetz, Werner ...............K 5.7
Jakubowski, Marcin .............P 8.2
Janek, J. ......................P 3.24
Janeschitz, Günter ..............PV V
Jaumann, R. ..................EP 9.3
Jaumann, Ralf .EP 5.1, EP 5.2, EP 9.2
Jenko, Frank ................... P XV
Jörg, Schröter .................EP 3.2
Jonkers , Jeroen ................K 5.1
Joshi, R. P. ....................PV III
Juranek, Hauke ........P XII, P 17.31
Kadetov, V. A. ................ P 3.29
Kallenrode, M.-B. ............. EP 8.7
Karabourniotis, D. .............P 3.17
Karlicky, M. ...................EP 2.3
Karsch, Stefan ................ P 13.5
KASCADE und die KASCADE-Grande -
Kollaboration .............EP 1.3
Kasparek, Walter ................P IX
Katsch, H. M. .................P 3.28
Katsch, H.-M. .................P 3.27
Keller, Richard ................. K 2.5
Kellner-Werdehausen, Hr. .......K 2.5
Kempf, Sascha ........ EP 5.6, EP 9.8
Kersten, Holger ..... P 10.22, P 10.29
KETPOTCH - Kollaboration ...EP 8.8
Kisslinger, Johann .............. P 3.8
Kissmann, Ralf ........EP 3.4, EP 3.5
Kistler, L. M. ................. EP 3.1
Klassen, A. ....EP 2.3, EP 8.7, EP 8.9
Klecker, Berndt ....... EP 3.1, EP 7.4
Klindworth, Markus . P 6.5, P 10.25,
P 10.26, P 10.27
Klinger, T. ............ P 3.11, P 19.4
Klinger, Thomas ...P 3.12, P 10.6,
P 10.18, P 15.2
Kluge, J. ............P 17.26, P 17.29
Kobayashi, M. ................P 10.20
Koch, Lothar .................P 17.22
Köhn, A. ......................P 19.4
KÖNIG, RALF ................. P 3.7
Kolb, J. F. .....................PV III
Konopka, Uwe ..........P VI, P 10.33
Kopp, Andreas ...............EP 9.12
Kornfeld, G. ...............K II, K 5.5
Korostiy, Svitlana ..............P 3.15
Korth, A. ....................EP 9.10
Kovacevic, Eva ...............P 10.34
Kozakov, Ruslan .. P 10.9, P 10.10,
P 17.16, P 17.17
Kozlov, K. V. .. P 3.10, P 3.20, P 16.7
Kraeft, W.-D. ................. P 13.3
Krämer, M. ............P 10.4, P 10.5
Krämer, Michael .............. P 10.3
Krames, B. ....................P 3.25
Autorenverzeichnis
Kremp, D. ................... P 17.32
Kreter, A. ......................P 8.3
Kronberg, Elena ...............EP 4.1
Krückeberg, Stefan ............EP VII
Krücken, R. ............... K II, K 5.5
Krueger, Harald ....... EP 5.6, EP 9.8
Kruezi, U. ......................P 8.4
Krupp, Norbert EP IV, EP 4.1, EP 9.6,
EP 9.7
Kucharek, H. ..................EP 3.1
Kunow, H. . EP 8.6, EP 8.7, EP 8.8,
EP 8.9
Kunze, Hans-Joachim ........ P 17.14
Kurki-Suonio, T. ............... P 5.4
LaBombard, Brian .............P 19.5
Lagg, Andreas .EP 4.1, EP 9.6, EP 9.7
Lammer, Helmut ..............EP 1.5
Lange, Hartmut ....... P XVII, P 16.5
Langenscheidt, O. .......P 8.5, P 17.7
Laqua, Heinrich ................. P IX
Laqua, Heinrich P. ........... P 10.19
Latteck, Ralph ................ EP 7.5
Lautenbach, J. ...............EP 8.11
Laux, Michael .......... P 3.7, P 17.9
Lazea, Andrada .............. P 10.14
Lee, Byung- Joon .............. K 1.4
Lee, K. D. .................... P 3.11
Lehnen, Michael ................P 8.2
Leipold, Manfred ............. EP VIII
Leps, H. ....................... K 2.3
Ley, Marcus ...................P 17.9
Li, Konstantin .................P 3.23
Li, Zhou ...................... P 3.14
Lichtenberg, S. ......... P 8.5, P 17.7
Liehr, Andreas W. ............. P 10.8
Lindner, Peter ..................P 9.3
Lingertat, Johann ......P 3.7, P 10.19
Litnovsky, Andrew .............P 17.9
Loffhagen, Detlef ..... P XVIII, P 16.5
Lohse, Detlef ...................PV II
Lombardi, Guillaume ...........P 3.21
Lommatzsch, U. ...............P 3.20
Loosen, Peter ................ PV VIII
Loozen, X. ...................P 10.21
Lorenz, B. .................... P 10.5
Lorenz, Bernd .................P 10.3
Lützenkirchen, S. ..............P 10.4
Lunk, Achim ................. P 10.13
Maaß, Mario .................. P 16.3
Madani, R. ....................P 3.11
Madani, Ramin ................P 10.6
Maggi, C. F. ................... P 5.4
Mahdizadeh, N. P 3.9, P 10.17, P 19.3,
P 19.4
Majumdar, Abhijit .............P 3.22
Mann, G. ............. EP 2.3, EP 8.9
Mann, Gottfried ...............EP 2.2
Manthey, C. ...................P 3.28
Manz, P. ......................P 19.3
Maraschek, M. ................. P 5.4
Maraschek, Marc ............... P 5.3
Marchenko, Valery M. ......... P 20.3
Marghitu, Octav .............. EP 7.4
Marina, Cristina ..............P 17.22
Marsch, Eckart ................EP 3.3
Martin, Phillippe ............... K 5.6
Marushchenko, Nikolai ...........P IX
Matsukiyo, Shuichi ...........EP 9.13
Matyash, Konstantin .......... P 17.2
Matz, K.-D. .................. EP 9.3
May, B. .......................P 19.4
May-Britt, Kallenrode ......... EP 3.2
Maßberg, Henning ...............P IX
McFadden, James .............EP 7.4
Meichsner, J. .......... P 3.24, P 3.25
Meichsner, Jürgen ..... P 3.23, P 16.4
Meier, S. ......................P 3.17
Meier, Stefan ...................P 3.1
Meir, S. .......................P 17.4
Meister, H. .....................P 5.4
Melzer, Andre ................P 10.24
Melzer, André ....... P 10.26, P 10.27
Mendes, Paulo ................ EP 8.2
Mentel, J. .............. P 8.5, P 17.7
Michel, Lothar ................. K 5.3
Michel, P. .....................P 3.20
Mitu, Bogdana ...............P 10.14
Mocker-Ahlreep, Anna ........P 17.21
Möbius, E. ....................EP 3.1
Möller, I. ............... P 3.5, P 17.1
Moragas-Klostermeyer, Georg .. EP 9.8
Morfill, Gregor E. .......P VI, P 10.33
Morozov, A. ...............K II, K 5.5
Morozov, A. M. ........P 3.10, P 16.7
Mosbach, Thomas .............P 3.27
Motschmann, Uwe ..EP 1.5, EP 5.3,
EP 9.12
Mueck, Anja ................... P 5.3
Mühlberger, F. ............ K II, K 5.5
Müller, Frank ................ P 17.21
Müller, Michael ............... EP 3.6
Müller, Wolf-Christian .............P I

Müller-Mellin, R. .. EP 6.1, EP 8.6,
EP 8.7, EP 8.8, EP 8.9
Murillo, M. S. ....... P 17.11, P 17.33
Mussenbrock, Thomas ......... P 15.5
Mutin, Timofey ............... P 3.15
Neff, Willi ......................K 5.1
Neu, R. ........................ P 5.4
Neuhauser, Josef ............... P 3.8
Neukum, G. ...................EP 9.3
Neukum, Gerhard ...EP V, EP 4.2,
EP 5.1, EP 5.2, EP 5.5, EP 8.10,
EP 9.1
Neumayer, P. ........P 17.26, P 17.29
Niedernostheide, Hr. ............K 2.5
Nikutovski, B. ............... EP 9.10
Oberst, J. .............EP 9.3, EP 9.4
Oehme, Günther ...............P 16.3
Oelhafen, Peter ............... P 17.9
Oertel, Dieter ..................EP VI
Oswald, Michael ..... EP 4.3, EP 9.11
Pätzold, Martin ... EP 1.6, EP 5.4,
EP 6.2, EP 9.5
Pankert, Joseph ................ K 5.1
Panov, Evgeny ...............EP 9.10
Pargmann, Carsten ............. P 3.4
Paschmann, Götz .............. PV IV
Pasedag, D. ...................P 3.20
Passinger, S. ................... K 1.5
Pattard, Thomas ............. P 10.23
Penz, Thomas ................ EP 1.5
Petcu, Cristina ............... P 10.14
Peter, Hardi .................... EP II
Peters, s. ..............P 3.24, P 3.25
Petzenhauser, Isfried ..... K 1.4, K 5.8
Pfaff, Robert F. ...............EP 7.2
Philipps, Volker ............... P 17.9
Piel, Alexander . P XVI, P 3.2, P 6.4,
P 6.5, P 10.25, P 10.26, P 10.27,
P 10.30, P 10.31, P 10.32
Piel, J. ....................K II, K 5.5
Pikuz, Sergej ..................P 3.15
Pinches, Simon .................P 3.8
Pipa, Andrei V. ............... P 3.21
Pirzadeh, P. P 17.25, P 17.26, P 17.29,
P 17.30
Pirzadeh, Pascal ............. P 17.24
Podoba, Yurij ..........P 3.7, P 10.19
Pohl, Thomas ................P 10.23
Popecki, M. A. ................EP 3.1
Portsel, Leonid M. .............P 20.3
Posner, A. .................... EP 8.7
Pospieszczyk, A. P 9.5, P 17.1, P 17.8
Potgieter, M. S. .......EP 8.6, EP 8.8
Potgieter, Marius ..............EP 1.2
Preusse, Sabine .............. EP 9.12
Przybilla, Hr. ...................K 2.5
Purwins, H.-G. .........P 10.7, P 20.4
Purwins, Hans-Georg .P 10.8, P 20.3,
P 20.5
Quitzau, M. ...................P 19.3
Radioti, Aikaterini .............EP 9.6
Radtke, Rainer .................P XIII
Ränsch, Jens .................. P 17.5
Rahaman, Hasibur ..............K 2.2
Rahbarnia, K. .P 3.9, P 10.17, P 17.20
Ramisch, M. .P 3.9, P 10.17, P 19.3,
P 19.4
Rapp, Markus .................EP 7.5
Rashev, Mikhail ................ P 6.3
Rauer, Heike ..................EP 1.6
Redmer, Ronald ....... P XII, P 17.31
Redwitz, M. ............ P 8.5, P 17.7
Regler, M. .................... P 3.26
Reif, Jürgen ............. K 3.3, K 5.6
Reiss, Dennis ..EP 5.1, EP 9.1, EP 9.2
Reiter, D. .....P 3.16, P 3.17, P 10.20
Reiter, Detlev .................. P 3.1
Reitz, Günther ............... EP 8.12
Rethfeld, Bärbel ................K 3.4
Riegg, S. .......................P 3.6
Riemann, Karl-Ulrich .......... P 17.6
Roatsch, T. ...................EP 9.3
Rodriguez Príeto, G. ..........P 17.30
Rodríguez, G. ....... P 17.26, P 17.29
Rodríguez Prieto, G. ..........P 17.25
Röhrs, Klaus ..................EP 8.1
Röpcke, J. ..................... P 9.6
Röpcke, Jürgen ................P 3.21
Rohnke, M. ................... P 3.24
Rohr, K. P. ..P 13.4, P 17.27, P 17.28
Rosenbauer, Helmut ...........EP 9.9
Rosier, Oliver .................. K 5.1
Rosmej, F. B. ....... P 17.25, P 17.30
Rosmej, O. N. .......P 17.25, P 17.30
Rosmej, Olga ..................P 3.15
Rost, Jan-Michael ............P 10.23
Roth, M. ............P 17.26, P 17.29
Roth, Markus .........P 13.5, P 17.24
Rubel, Marek ................. P 17.9
Rubin-zuzic, Milenko ............ P VI
Ruhl, Hartmuth ............... P 13.5
Ryter, François ................. P 5.3
Salabas, Aurel .................P 15.3
Samm, U. ........P 8.3, P 8.4, P 17.8
Samm, Ulrich .................. P 8.2
Sauer, Konrad .........EP 5.3, EP 7.3
Savin, S. .................... EP 9.10
Scharwitz, Christian ............ P 3.3
Schauer, Janine-Christina .....P 10.28
Schaumann, G. .. P 17.25, P 17.26,
P 17.29, P 17.30
Schaumann, Gabriel .......... P 17.24
Scheibe, H.-P. ..................K 2.3
Scherer, Klaus .EP 1.1, EP 1.2, EP 8.5
Schlanges, M. P 13.3, P 17.32, P 17.33
Schlegel, T. ..................P 17.30
Schlickeiser, Reinhard ..EP 3.4, EP 3.5
Schmitt, Rüdiger ............... K 4.1
Schmitz, Holger ..............P 17.18
Schmitz, Oliver .................P 8.2
Schneider, Joachim ............. P 9.3
Schneider, Ralf ...........P X, P 17.2
Schneider, Wolfgang ...........P 17.9
Schoenbach, K. H. .............PV III
Scholer, Manfred .............EP 9.13
Schollmeier, M. ..... P 17.26, P 17.29
Schollmeier, M. S. ...P 17.25, P 17.30
Scholten, F. ...................EP 9.3
Schrader, Christian ............ P 16.2
Schreiber, Jörg ................ P 13.5
Schubert, H. .................. P 3.17
Schubert, Holger ............... P 3.1
Schulz-von der Gathen, Volker .. P 9.2
Schulze, Hr. ....................K 2.5
Schulze, Martin ............... P 3.19
Schumacher, Uwe .............. P 9.3
Schwarz, Volker ........P XII, P 17.31
Schweer, B. P II, P 8.3, P 8.4, P 17.1,
P 17.8
Schweer, Bernd ......... P 8.2, P 17.9
Scott, Bruce ................. P 10.16
Sdunnus, Holger ............. EP 9.11
Seelig, Wolfgang ............... K 5.3
Seimetz, Lars ................ EP 8.13
Selenin, V. L. ................. P 10.5
Semerok, Alexandre ............ K 5.6
Serdioutchenko, A. ......P 3.5, P 17.1
Sergienko, G. .....P 8.4, P 9.5, P 17.8
Sergienko, Genadi ............. P 17.9
Shaikhislamov, I. F. .............K 5.4
Shevelko, Viacheslav ...........P 3.15
Sigeneger, F. .................P 17.15
Sigeneger, Florian ............ P 17.16
Sihler, C. .......................P 5.5
Singer, Werner ........ EP 7.5, EP 7.6
Sinha, B. K. .................. P 13.4
Sips, A. C. C. .................. P 5.5
Soltwisch, H. ........... P 3.5, P 17.1
Soltwisch, Henning ............. P 3.4
Spanier, Felix ......... EP 3.4, EP 3.5
Spong, D. A. .................P 17.20
Srama, Ralf ...........EP 5.6, EP 9.8
Srivastava, S. N. .. P 13.4, P 17.27,
P 17.28
Stabroth, Sebastian ........... EP 4.3
Stadelmann, Anja ............. EP 1.5
Stäbler, A. ..................... P 5.4
Staebler, Albrecht .............. P 3.8
Staines, Geoff .................. K 2.2
Stalder, Michael ............. EP 8.13
Stancu, G. D. .................. P 9.6
Stanzel, Christina ............. EP 5.4
Stark, Albrecht ........ P 3.12, P 15.2
Stark, Robert .................. K 2.2
Starke, P. ..................... P 17.3
Stawicki, Olaf .................EP 1.1
Stefanovic, Ilija .............. P 10.34
Steffen, Hartmut .......P 10.1, P 10.2
Steigies, Christian T. .......... EP 7.2
Steinhübl, R. ..............K II, K 5.5
Stepanovic, Olivera ...........P 10.12
Stirn, Ronnie ...................P 9.3
Stober, Jörg .................... P IV
Stollenwerk, L. ........ P 10.7, P 20.4
Stollenwerk, Lars .............. P 20.5
Stra˘nák. , Vítĕzlav .............P 10.2
Strelnikov, Boris .............. EP 7.5
Stroesser, Martin ............... P 3.1
Stroth, U. ..P 3.9, P 10.17, P 17.20,
P 19.3, P 19.4
Strowitzki, Claus ............... K 2.4
Struminsky, A. ................ EP 8.7
Suttrop, W. ..............P 5.4, P 5.5
Tahir, Naeem ................ P 17.23
Tatanova, Maria ............. P 10.29
Team, ASDEX Ugrade ..........P 5.3
Team, MaRS ..................EP 9.5
Team, RSI .................... EP 6.2
Team, The HRSC Co-Investigator
EP 5.2
Techert, Simone ................K 4.2
Teliban, Iulian ..................P 3.2
Terry, James L. ................P 19.5
Testrich, H. .................. P 17.15
Testrich, Holger ...P 10.9, P 10.10,
P 17.16
Teubner, Ulrich .................PV X
TEXTOR Team , Das ............ P II
TEXTOR- Team, das ........... P VII
Thieme, Gabriele ............. P 10.29
Thomas, Hubertus M. ........... P VI
Tich´y, Milan .................. P 10.2
Tokar, M. ....................P 10.21
Autorenverzeichnis
Tomas, Ana Teresa ............EP 9.7
Trottenberg, Thomas P 10.30, P 10.31
Tu, Chuanyi .................. EP 3.3
Udrea, Serban ................P 17.23
Uiberacker, Christoph ...........K 5.7
Ulrich, A. ................. K II, K 5.5
Unterberg, B. ............P 8.3, P 8.4
Unterberg, Bernhard ..... P VII, P 8.2
Urban, Jürgen ..................K 2.2
Vainshtein, L. .................. P 9.5
van Elsbergen, V. ............. PV VII
van Gasselt, Stephan .EP 5.1, EP 5.5,
EP 9.1
Varentsov, Dmitry ............P 17.23
Vartolomei, Vasile ............. P 16.6
Veizer, Jan ......................PV I
Vinogradov, Igor ............. P 10.13
Vizireanu, Sorin .............. P 10.14
Vörsmann, Peter ..... EP 4.3, EP 9.11
von Keudell, Achim .............. P V
Vorberger, J. ..................P 13.3
Vorontsov, V. .................. K 1.5
Vorontsov, V. A. ............... K 5.4
Vural, Murat .................P 17.13
Wählisch, M. ..........EP 9.3, EP 9.4
Wagner, A. ................... P 3.28
Wagner, Friedrich ......P 3.7, P 10.19
Wagner, H.-E. . P 3.10, P 3.20, P 16.7
Wagner, Roland ..............EP 8.10
Warmuth, Alexander .......... EP 2.2
Weiss, M. .....................P 3.17
Weiss, Matthias ................ P 3.1
Wellegehausen, B. ....... K 1.5, K 5.4
Wellegehausen, Bernd ........ P 17.22
Weller, Arthur ................P 10.18
Weltmann, Klaus-Dieter ........PV VI
Werner, Andreas ............. P 10.18
Werner, Stephanie .............EP 5.5
Wester, Rolf ................... K 5.1
Wibberenz, G. .........EP 8.6, EP 8.8
Wiedemann, Carsten . EP 4.3, EP 9.11
Wiegelmann, Thomas ......... EP 2.1
Wienhold, Peter ...............P 17.9
Wiesen, S. .................... P 3.16
Wieser, J. .................K II, K 5.5
Wilke, Christian ...P 10.9, P 10.10,
P 17.16, P 17.17
Wilken, D. .................... P 19.3
Wimmer-Schweingruber, R. ....EP 8.9
Wimmer-Schweingruber, Robert
EP 8.13
Winter, Jörg P 3.3, P 10.11, P 10.12,
P 10.28, P 10.34, P 17.5
Woch, Joachim EP 4.1, EP 9.6, EP 9.7
Wolf, R. ..................... P 10.21
Wolf, Ursula ................. EP 8.10
Wollenberg, G. ................. K 2.3
Wolter, Matthias .............. P 10.1
Wrehde, Stefan ................P 10.2
Wünderlich, D. ................P 15.4
Youssef, Muhammad ......... P 17.24
Zalach, J. .....................P 19.4
Zalach, Jacob ................. P 10.6
Zasche, D. ..................... P 5.5
Zegenhagen, Stefan .......... P 10.18
Zelenyi, L. M. ................EP 9.10
Ziegler, Falk ................. P 10.10
Zimmermann, R. .......... K II, K 5.5
Zohm, Hartmut ..........P 3.8, P 5.3
Zweben, Stewart J. ............P 19.5