Transporttheorie kosmischer Strahlung in astrophysikalischen Plasmen

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Ziel des hiermit beantragten Forschungsvorhabens ist die Erforschung des Transports kosmischer Strahlung in astrophysikalischen Plasmen. Insbesondere soll dabei die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und den elektrischen und magnetischen Feldern des interplanetaren und interstellaren Mediums untersucht werden. Da die Teilchenbewegung in solch einem statistischen System als diffusiv angenommen werden kann, sind die relevanten Größen die sogenannten Diffusionskoeffizienten. Sie beschreiben zusammen mit der Diffusionsgleichung das physikalische System vollständig. Die Kenntnis dieser Diffusionskoeffizienten, insbesondere die mittleren freien Weglängen parallel und senkrecht zu einem magnetischen Hintergrundgeld, ist essentiell für die astrophysikalische Forschung. Weiterhin lassen sich die freien Weglängen aus Messungen extrahieren oder durch numerische Test-Teilchen Simulationen bestimmen. Ein grundlegendes Ziel der Transporttheorie ist es dabei, theoretische Ergebnisse für die Diffusionskoeffizienten mit diesen Messungen und Simulationen in Einklang zu bringen. Die im Rahmen des beantragten Stipendiums geplanten Forschungsvorhaben betreffen die Bestimmung dieser Koeffizienten aus Theorie, Simulationen und Messungen, aber auch die benachbarten Gebiete Turbulenztheorie und solare Modulation sollen behandelt werden.