Driftvåglängder

Driftvåglängder är de spatiala våglängderna hos driftvågor i magnetiserade plasmar. Driftvågor är lågfrekventa fluktuationer som uppstår när det finns en densitetsgradient över ett starkt magnetfält. De uppkommer eftersom elektroner och joner svarar olika på små potentialfluktuationer via ExB-driften och diamagnetiska driftar, vilket gör att vågor kan propagera nästan tvärs över magnetfältet.

Mekanismen bakom driftvågor är att skillnader i hur olika laddningsbärare dras med i plasman leder till en phaseskillnad mellan potentialfluktuationer och densitetsfluktuationer. Denna obalans driver vågförloppet med en riktning som ofta är vinkelrätt mot magnetfältet. Den karakteristiska våglängden λ_d (där λ_d = 2π/k_perp) sätts av gradientens skala L_n och av finita gyrationsradier (FLR) bland annat. I förenklade fluidmodeller är driftvågor lågfrekventa jämfört med ioncyklotronfrekvensen och deras frekvens är kopplad till den diamagnetiska driftfrekvensen ω*; frekvensen tenderar att minska när perpendicular-komponenten av vågvektorn ökar, särskilt när FLR-effekter blir betydelsefulla.

Förekomst och betydelse: Driftvågor förekommer i laboratorieplasmar, särskilt i kanterna av tokamaks och stellaratorer där starka densitetsgradienter finns. De är kopplade till turbulens och tvärfältstransport och bidrar till anomal transport i magnetiska confinement-system. Driftvågor uppträder också i andra magnetiserade plasmas, exempelvis i rymdplasmer och industriella experiment.

Observation och teori: Driftvåglängder studeras med diagnostik som Langmuir-prober, interferometri och spektralanalys av potential- och densitetsfluktuationer. Teorierna inkluderar Hasegawa-Mima och Hasegawa-Wakatani samt gyrokinetiska modeller som beskriver hur driftvågor utvecklas till turbulens och hur de påverkar transport.