AlfvénGeschwindigkeit

Die Alfvén-Geschwindigkeit ist eine charakteristische Geschwindigkeit in magnetisierten Plasmen und beschreibt die Ausbreitung von Alfvén-Wellen, transversalen Störungen der magnetischen Feldlinien, die sich entlang des Hintergrundmagnetfelds fortbewegen. In der idealen Magnetohydrodynamik gilt dafür v_A = B / sqrt(μ0 ρ), wobei B die Betragsstärke des Hintergrundfelds, μ0 die magnetische Feldkonstante und ρ die Massendichte des Plasmas ist. In cgs-Einheiten lautet die Relation v_A = B / sqrt(4π ρ).

Die Alfvén-Geschwindigkeit steigt mit stärkerem Feld und fällt mit zunehmender Dichte. Sie gibt die Geschwindigkeit an, mit der magnetische Störungen Informationen und Energie durch das Plasma transportieren. Alfvén-Wellen sind transversale Wellen; ihre Phasengeschwindigkeit im idealen MHD ist unabhängig von der Frequenz und hängt nur von B und ρ ab.

Anwendungsbereiche reichen von der Sonnenkorona und dem interstellaren Medium bis zum Sonnenwind sowie in Fusionsplasmen. Die Größe v_A dient zur Beurteilung von Dynamikzeiten, Stabilität und dem Verhältnis von magnetischen zu Druckkräften (β-Parameter). Typische Werte liegen je nach B-Stärke und Dichte im Bereich von einigen zehn bis mehreren Hundert Kilometern pro Sekunde.