30.06.2026

Sebastian 'Tiano' Haag war seit Mai 2022 Techniker in unserer Arbeitsgruppe. Er war maßgeblich beim Wiederaufbau und -betriebnahme des VINETA Experiments beteiligt. Er hat uns bei allen Arbeiten im Labor unterstützt. Besonders hervorzuheben ist die Entwicklung und der Aufbau eines Schaltschrankes für unser geplantes kleines Tokamak Experiment und die axiale Verfahreinheit für VINETA. Er hat wirklich herausragende Arbeit gemacht. Wir werden Ihn sehr vermissen. Alles Gute. 

26.06.2026

Auf dem RIAM Forum hat Peter Manz unsere Studie zur Übergang in die Turbulenz vorgestellt.

Turbulenz ist eines der grundlegendsten und anspruchsvollsten Phänomene in der Strömungs- und Plasmaphysik. In magnetisch eingeschlossenen Plasmen ist Turbulenz für den starken Teilchen- und Wärmetransport verantwortlich und spielt daher eine wichtige Rolle für die Fusionsforschung. Während voll entwickelte Turbulenz bereits umfassend untersucht wurde, ist über Übergangsregime zwischen geordneter Wellendynamik und breitbandiger Turbulenz deutlich weniger bekannt. Ähnliche Fragen stellen sich auch bei Strömungen in neutralen Fluiden, wo lokalisierte turbulente Strukturen, sogenannte „Puffs“ und „Slugs“, nahe dem Übergang zur Turbulenz in Rohrströmungen auftreten.

Wir untersuchten die Übergangsturbulenz von Driftwellen im linear magnetisiertem Plasmaexperiment PANTA. Driftwellen gehören zu den grundlegendsten Plasmainstabilitäten und bieten ein vergleichsweise einfaches System zur Untersuchung des Einsetzens turbulenten Verhaltens in magnetisierten Plasmen. Durch Variation der Magnetfeldstärke wandelt sich die Plasmadynamik von einer relativ kohärenten Wellenbewegung hin zu zunehmend unregelmäßigen turbulenten Zuständen.

Die Experimente zeigen das Auftreten langlebiger kohärenter Strukturen, die bemerkenswerte Ähnlichkeiten mit den aus Übergangsströmungen in Rohren bekannten „Puffs“ und „Slugs“ aufweisen. Mithilfe von Techniken der bedingten Mittelwertbildung lässt sich die zeitliche Entwicklung dieser Strukturen über lange Zeitskalen verfolgen. Im Bereich des Übergangsregimes bestehen die Strukturen wesentlich länger fort, als es aufgrund herkömmlicher lokaler Korrelationsmessungen zu erwarten wäre. Geringfügige Änderungen der Magnetfeldstärke führen zu starken Veränderungen der Korrelationszeiten und Korrelationslängen, was auf die Existenz eines kritischen Punktes hindeutet, der mit einem Nichtgleichgewichts-Phasenübergang verbunden ist.

Je nach Magnetfeldstärke lassen sich unterschiedliche dynamische Verhaltensweisen beobachten. Bei niedrigerer Magnetfeldstärke spalten sich kohärente Strukturen gelegentlich in kleinere Tochterstrukturen auf, ähnlich wie bei der Puff-Spaltung in Rohrströmungen. Bei mittlerer Magnetfeldstärke werden sich ausdehnende, schluckartige kohärente Strukturen beobachtet, gefolgt von der Bildung von Lücken, die die Strukturen in mehrere Teile trennen. Bei höherer Magnetfeldstärke existieren mehrere kohärente Strukturen nebeneinander und interagieren stark miteinander, was zu einem Verhalten führt, das mit Puff-Jamming vergleichbar ist. In diesem Bereich verkürzt die Wechselwirkung zwischen den Strukturen deren Lebensdauer und verstärkt den Übergang zu breitbandiger Turbulenz.

Die Ergebnisse zeigen, dass wichtige Konzepte aus der Übergangsturbulenz in neutralen Fluiden trotz der sehr unterschiedlichen physikalischen Umgebungen auch in magnetisierten Plasmen auftreten können. Insbesondere deuten die Experimente darauf hin, dass die Übergangs-Driftwellen-Turbulenz möglicherweise durch universelle Mechanismen bestimmt wird, die mit selbstgetragener Turbulenz und Nichtgleichgewichts-Phasenübergängen zusammenhängen. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Perspektiven für das Verständnis der Entstehung und Regulierung von Turbulenz in Plasmen und könnten zu einer tieferen Verbindung zwischen der Plasmaphysik und der modernen Strömungslehre beitragen.

Die Ergebnisse wurden in Physical Review E publiziert. 

Am 19. und 20.5. war unser Auftakttreffen des DYNAFLUC Projekts in Paris. In dem Projekt vereinen sich viele Wissenschaftler mit unterschiedliche Expertise und Sichtweisen. Peter Manz und Sander De Koker haben Ihr gemeinsames Projekt vorgestellt. Es gab viele interessante Diskussionen. Wir danke Laure Vermare für die Organisation.