Simulationen zur Untersuchung nichtlinearer Diffusion in vorgegebener und selbstgenerierter Turbulenz

• Antragsteller: Dr. Felix Spanier
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 66455014

Dieser Antrag widmet sich der Untersuchung des Transports kosmischer Strahlung durch das turbulente interstellare Medium und damit der daraus resultierenden Diffusion der hochenergetischen Teilchen. Diese soll anhand von Simulationen untersucht werden, deren Grundlage ein Code darstellt, der die Bewegung von geladenen Teilchen - der kosmischen Strahlung - in einem Plasma - dem turbulenten interstellaren Medium - berechnet. Zwei Teilaspekte der Diffusion kosmischer Strahlung sind von zentralem Interesse:• Die Untersuchung nichtlinearer Effekte, die bislang nur teilweise verstanden sind: Abhängigkeit der Fokker-Planck-Koeffizienten von der Korrelationsfunktion, Abgrenzung von Field-Line-Random-Walk und Cross-Field-Diffusion, direkte Untersuchung nichtlinearer Effekte in Abhängigkeit von der Turbulenzstärke• Darüber hinaus soll berücksichtigt werden, dass die kosmische Strahlung selbst die Turbulenz im interstellaren Medium antreibt. Diese selbstgenerierte Turbulenz sowie deren Auswirkungen auf die Form der Fokker-Planck-Koeffizienten und der Verteilungsfunktion der kosmischen Strahlung soll anhand von Simulationen untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen