Linear theory of kinetic instabilities in counterstreaming bi-Maxwellian plasmas

  • The linear theory of kinetic instabilities in bi-Maxwellian plasmas can not fully explain the observed temperature anisotropy of the solar wind at 1 AU. Therefore, the classical picture of kinetic instabilities in bi-Maxwellian plasmas must be revisited taking into account a more realistic model of the solar wind. The observation of the solar wind demonstrate that the velocity distribution function of solar wind particles actually can not be described by the simple bi-Maxwellian velocity distribution. It turns out, that the solar wind must be rather described by the counterstreaming bi-Maxwellian distribution. Presence of counterstreams modifies dramatically the instability conditions of different plasma fluctuations, such as O-mode, Alfvén, Firehose and Mirror. It has been found in contrast to previous results that new instability conditions of these fluctuations can potentially explain the whole range of the observed temperature anisotropy in the solar wind at 1 AU.
  • Die lineare Theorie kinetischer Instabilitäten in Bi-Maxwell-Plasmen kann die gemessene Anisotropie des Sonnenwinds bei 1 AU nicht vollständig erklären. Deswegen muss das klassische Bild kinetischer Instabilitäten in Bi-Maxwell-Plasmen durch ein realistischeres Modell des Sonnenwinds verbessert werden. Die Beobachtungen des Sonnenwinds zeigen, dass die Geschwindigkeitsverteilung des Sonnenwinds durch die triviale Bi-Maxwell-Verteilung nicht beschrieben werden kann. Es stellt sich heraus, dass der Sonnenwind durch die gegen-strömende Bi-Maxwell-Verteilung besser beschrieben werden kann. Die Präsenz der Gegenströme verändert die Instabilitätsbedingungen verschiedener Plasmafluktuationen wie O-mode, Alfvén, Firehose and Mirror drastisch. Es hat sich im Gegensatz zu vorherigen Ergebnissen ergeben, dass neue Instabilitätsbedingungen den ganzen Bereich der beobachteten Temperatursanisotropie im Sonnenwind bei 1 AU potenziell erklären können.

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Metadaten
Author:Sergei VafinGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-46643
Referee:Reinhard SchlickeiserORCiDGND, Horst FichtnerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/03/08
Date of first Publication:2016/03/08
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2015/12/10
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Plasmaphysik; Kinetische Theorie; Anisotropie; Instabilität; Sonnenwind
Institutes/Facilities:Institut für Theoretische Physik IV, Theoretische Weltraum- und Astrophysik
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Astronomie, Kartographie, Geodäsie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht