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Projekt
Das Verständnis der Beschleunigung ultra-relativistischer Elektronen und ihre Abhängigkeit von der Plasmadichte
Antragsteller
Professor Dr. Yuri Shprits, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Physik und Chemie der Atmosphäre
Physik des Erdkörpers
Physik des Erdkörpers
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462853228
Die Beobachtungen der jüngsten Van-Allen-Sonden-Mission der NASA zeigten, dass die ultra-relativistischen Elektronen sporadisch beschleunigt werden und verschwinden. Die ultra-relativistischen Elektronen zeigten ungewöhnliche Strukturen, wie z. B. schmale Ringe, die übrig blieben. Diese Beobachtungen werfen eine Reihe spannender wissenschaftlicher Fragen auf, z. B. wie diese Teilchen auf so extrem hohe Energien beschleunigt werden und welche Bedingungen in der Magnetosphäre oder im Sonnenwind eine solche Beschleunigung begünstigen könnten. In diesem Projekt werden wir uns mit Hilfe von Modellierungen und Beobachtungen mit diesen spannenden Fragen beschäftigen. Jüngste Studien legen nahe, dass die Hintergrundplasmadichte eine wichtige Rolle für die Dynamik der ultra-relativistischen Elektronen im Van-Allen-Strahlungsgürtel spielt. Wir werden die Plasmadichte und den Elektronenfluss der Van-Allen-Sonden aus sieben Jahren analysieren und die zeitliche und räumliche Entwicklung der Plasmadichte mit dem Verhalten des Elektronenflusses bei verschiedenen Energien vergleichen. Änderungen der Plasmadichte werden in ein numerisches Modell des Strahlungsgürtels (Versatile Electron Radiation Belt, VERB) einbezogen, indem dichteabhängige Diffusionskoeffizienten berechnet werden, um die Auswirkungen von Welle-Teilchen-Wechselwirkungen zu beschreiben, und in-situ-Dichtemessungen verwendet werden. Auf diese Weise kann das VERB-Modell als Prüfstand für die Quantifizierung der Dynamik des Strahlungsgürtels infolge von Änderungen der Plasmadichte verwendet werden und die Analyse der Daten der Van-Allen-Sonden ergänzen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
