Alfvén-Geschwindigkeit

Als Alfvén-Geschwindigkeit (benannt nach dem schwedischen Physiker und Nobelpreisträger Hannes Olof Gösta Alfvén) bezeichnet man in der Plasmaphysik die Geschwindigkeit der gleichnamigen Alfvén-Welle. Neben der langsamen und der schnellen magnetosonischen Welle spielt die Alfvén-Welle eine entscheidende Rolle bei MHD-Jets und MHD-Akkretionsflüssen. Ähnlich wie Wasser oder Luft stellt man sich Plasma als schwingungs- und störungsfähiges Gebilde vor, in dem ionisierte Gasteilchen um ihre Ausgangsposition schwingen und so eine Welle propagieren kann. Die Alfvén-Geschwindigkeit ergibt sich für ein ideales inkompressibles MHD-Plasma (Viskosität μ = 0 und elektrische Leitfähigkeit \sigma=\infty) als Gleichverteilungslösung aus dem Ansatz:

\frac{1}{2}\rho v^{2}=\frac{B^{2}}{2\mu_{0}},

dass also kinetische und magnetische Energiedichte gleich groß sind, zu

\vec{v}=\frac{\vec{B}}{\sqrt{\mu_{0}\rho}}=c_{A},

wobei B das Magnetfeld im Plasma und ρ die Dichte im System bezeichnet. An dem Ausdruck ist ersichtlich, dass die Alfvén-Geschwindigkeit nicht nur linear mit dem Magnetfeld sondern auch mit abnehmender Massedichte wächst.


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