Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

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.
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