Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

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4 Diskussion der Ergebnisse flussen sie die Plasmaexpansion, was auch in den Experimenten dieser Diplomarbeit beobachtet wurde. Durch den Vergleich der Intensitäten des Heizlasers mit dem Grad der Aufheizung der Plasmen durch das Magnetfeld erkennt man, dass die Intensität eine wichtige Rolle bei der Stärke des magnetischen Einflusses spielt. Mit den statischen Magnetfeldern dieser Diplomarbeit werden sehr heiße Plasmen nur sehr schwach beeinflusst. Für einen stärkeren Effekt auf heiße Plasmen muss die Stärke der magnetischen Felder erhöht werden. 44
5 Ausblick Mit der Durchführung der Experimente dieser Diplomarbeit sind die Möglichkeiten dieses Themas bei Weitem nicht erschöpft. So wird in naher Zukunft das PHELIX- System fertiggestellt werden und an den Messplatz Z6 angekoppelt. Unter der Annahme, dass die Plasmatemperatur und die mittlere Elektronendichte des Plasmas proportional zur Intensität der Laserentladung sind, lässt sich mit Hilfe des Plasmabetas eine grobe Vorhersage für die Stärke des Magnetfeldes treffen, die für eine Beeinflussung von Laserplasmen notwendig ist, die durch das PHELIX-System erzeugt werden. Gegenüber den in diesem Experiment benutzten Parametern des nhelix hat PHELIX bei einer Laserenergie von 4 kJ, einer Pulsdauer von 10 ns und einem Fokusdurchmesser von 500 µm eine Intensität von 51 TW/cm 2 . Das ist eine 1000 Mal höhere Intensität als in den durchgeführten Experimenten dieser Diplomarbeit. Da das Magnetfeld quadratisch im Plasmabeta auftritt, sollte nach dieser groben Abschätzung ein 32 Mal stärkeres Magnetfeld, also ca. 11 T, ausreichen, um die in dieser Arbeit beschriebenen Effekte mit einer Maximalentladung des PHELIX zu beobachten. Mit magnetisierten, dichten Plasmen ist es möglich, die Zustandsgleichungen von Plasmen zu untersuchen, die in Sternen vorliegen. Diese laborastrophysikalischen Experimente sind durchführbar, sobald PHELIX an den Messplatz Z6 angekoppelt wird und Plasmen genügend hoher Dichte und Temperatur erzeugen kann. Für eine genauere Bestimmung der Temperatur der Plasmen, die für deren magnetohydrodynamische Eigenschaften von großer Bedeutung ist, kann in Zukunft die Temperatur über Thomson-Streuung bestimmt werden. Am Messplatz Z6 ist seit kurzem ein entsprechendes Spektrometer vorhanden und wird in nächster Zeit an die Targetkammer angekoppelt werden. Da die in dieser Diplomarbeit entwickelten Helmholtz-Spulen noch nicht getestet worden sind, können weitere Experimente zur Kollimation eines Laserplasmas mit Hilfe dieser Spulen durchgeführt werden. Da die Infrastruktur dieselbe wie bei dem ersten Spulenkonzept ist, sollte die Durchführung dieser Experimente keine größeren Probleme verursachen. Diese kollimierten Plasmen können ähnlich wie in [BFD96] zur Ermittlung des Energieverlustes von schweren Ionen benutzt werden, um durch die eindimensionale Expansion des Plasmas Simulationen, die in einer Dimension durchgeführt werden, besser angleichen zu können. Die Möglichkeit, laserinduzierte Plasmen mit Permanentmagneten zu kollimieren, ist für Experimente, die viele freie Sichtlinien für die Diagnose der Laserplasmen benötigen, nicht optimal. Effektiver wäre es, wenn man die Kollimation mit Hilfe des inversen Faraday-Effektes zu erzielen versucht. Durch eine zirkulare Polarisation des Lasers werden dabei im Plasma Magnetfelder induziert, die das Plasma kollimieren können. Die dazu nötige λ/4-Platte müßte zu diesem Zweck nach dem letzten Spiegel in den Strahlengang des plasmaerzeugenden Lasers eingebracht werden. 45
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