Analyse und Erweiterungen des Karlsruher Dynamoexperiments mit Hilfe neuer Messungen und numerischer Simulationen

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Nach mehrjähriger Vorbereitung ist es Ende 1999 im Forschungszentrum Karlsruhe erstmals gelungen, einen homogenen Dynamo, wie er als Ursprung planetarischer und stellarer Magnetfelder angenommen wird, im Laboratorium ohne Hilfsfelder zu realisieren. Dieses Ergebnis hat weltweit Aufsehen erregt und hat eine Reihe von Gruppen in Frankreich und in den USA motiviert, ähnliche Experimente zu planen. Der vorliegende Antrag soll der Verbesserung und der Modifikation des Karlsruhe-Experiments dienen. Es ist geplant, die Gestalt des Dynamomagnetfeldes in Abhängigkeit der experimentell variablen Parameter genau zu vermessen und mit den theoretischen Vorhersagen zu vergleichen. Durch Angleichung der Konditionen der zwei möglichen Moden des nicht-axialsymmetrischen Magnetfeldes soll die Möglichkeit von langperiodischen Oszillationen geschaffen werden. Die bereits beobachteten, aber noch nicht genau verstandenen kurzperiodischen Oszillationen sollen mit Hilfe von neuen Messsonden zur Bestimmung der Zeitabhängigkeit des Geschwindigkeitsfeldes analysiert werden. Auch sollen die Änderungen der Struktur des zeitgemittelten Geschwindigkeitsfeldes nach Einsetzen des Dynamos bestimmt werden, um damit die Wirkung der nichtlinearen Lorentzkraft zu verstehen.