Techniklexikon

Alfvén-Welle

magnetohydrodynamische Welle, MHD-Welle, von H. Alfvén beschriebene niederfrequente Welle in elektrisch leitenden Flüssigkeiten, in Halbmetallen und in magnetisierten Plasmen, für die die Gesetze der Magnetohydrodynamik gelten. Im Rahmen der Magnetohydrodynamik kann man sich die Magnetfeldlinien als gespannte Gummischnüre vorstellen, die sich gegenseitig abstossen und bei jeder Bewegung das Medium mitführen. Wenn man nun an den Magnetfeldlinien zupft, breitet sich, wie auf einer Saite, eine transversale Welle parallel zum Magnetfeld (Scherungs-Alfvén-Welle, Torsions-Alfvén-Welle) aus, aber auch durch die gegenseitige Abstossung der Magnetfeldlinien eine longitudinale Welle senkrecht zum Magnetfeld (Kompressions-Alfvén-Welle). Die transversale Alfvén-Welle breitet sich mit einer charakteristischen Geschwindigkeit, der Alfvén-Geschwindigkeit, aus. Bei höheren Frequenzen bezeichnet man sie auch als magnetoakustische Welle oder magnetischen Schall. Die Kompressions-Alfvén-Welle geht in Plasmen bei höheren Frequenzen in die untere Hybridwelle über. Alfvén-Wellen spielen eine wichtige Rolle in der Physik der Sonnenatmosphäre (Protuberanzen) und von planetaren Magnetosphären (Pulsationen der Erdmagnetosphäre). In jüngerer Zeit ziehen stehende Alfvén-Wellen in toroidalen Plasmen, die sogenannten globalen bzw. toroidalen Alfvén-Eigenmoden (GAE, TAE), das Interesse der Fusionsforscher auf sich.

In Halbmetallen lassen sich Alfvén-Wellen erzeugen, indem man saubere Kristalle bei tiefen Temperaturen mit Mikrowellen im GHz-Bereich bestrahlt. Die Ladungsträger werden dabei während einer Wellenperiode kaum gestreut, so dass die Dämpfung der Alfvén-Wellen sehr klein ist.