virtaussäikeet

Virtaussäikeet ovat kapeita alueita, joilla sähköinen virta tiivistyy ja kulkee pääosin lineaarisena kanavana. Ne esiintyvät sekä plasmoissa että johtavissa aineissa sekä joidenkin erikoisrakenteiden, kuten superjohtavien järjestelmien, virtauksissa. Virtaussäikeen syntyyn vaikuttavat sekä sähköiset että magneettiset kentät: Ampere-lain mukaisesti virta luo magneettikentän, joka voi itse aiheuttaa puristusvoiman säikeen ympärille. Tämä itsepintainen puristus voi johtaa virtaussäikeen tiivistymiseen, pienenemiseen tai muutoksiin sen muodoissa ja vakaudessa.

Tyypillisesti virtaussäikeet ovat lyhytaikaisia ja pienimittakaavaisia laboratorio-olosuhteissa, mutta niitä havaitaan myös suurissa energiamerkkisissä plasmaprojekteissa, sähköisissä sytytyksissä ja ilmakehässä tapahtuvissa purkauksissa. Vilkkuvat ja nopeasti kehittyvät virtauskanavien rakenteet voivat hajottaa säikeen tai aiheuttaa sen haarautumista ja taipumista. Erityisesti plasmapinnoissa ja suurjännitteisissä purkauksissa virtaussäikeet ovat keskeisiä ilmiöitä, jotka vaikuttavat energian siirtoon ja magneettiseen rakenteeseen.

Mittaaminen ja havainnointi perustuvat primaaristi magneto- ja sähkövatuihin sekä optisiin ja spektroskopisiin menetelmiin. Magnetiset anturit, Langmuirin sondat, sekä nopea kameranäkyvyys ja spektroskopia mahdollistavat virtausta, magneettikenttää ja lämpötiloja koskevan tiedon keräämisen. Näiden tietojen avulla virtaussäikeiden dynamiikkaa voidaan mallintaa ja ymmärtää niiden roolia energian siirrossa sekä instabiilisuuksissa.

Lisätietoja: virtaussäikeet plasmapienissä, puristusilmiö (pinch), kinkka- ja makkaravarianteiksi kutsutut instabiliteetit, Z-pinnit ja plasma-arc-havainnot.