Ciao Beatrice!

BLOG: Zündspannung

Blick über den Plasmarand
Zündspannung

Wenige Tage vor Weihnachten ist meine langjährige Kollegin, Beatrice Annaratone, gemeinsam mit ihrem Mann Arturo in einem Autounfall ums Leben gekommen. Beatrice war lange Mitarbeiterin an unserem Institut, bis sie dann mit ihrer Familie nach Südfrankreich gegangen, da Arturo am ITER arbeitete.

Ich habe von Beatrice viel gelernt, angefangen damit, dass sie die Kurse über Tieftemperaturplasmaphysik und die Physik Komplexer Plasmen, die ich besucht habe, gehalten hat. Aber auch privat war sie so etwas wie ein Vorbild für mich – sie hat es geschafft, ihre Karriere als Physikerin damit zu verbinden, drei wunderbare Kinder großzuziehen. Sie war die einzige Physikerin, die ich persönlich kannte, die dies erreicht hat.

Beatrice war ein sehr netter, fröhlicher Mensch, stets am Lachen und gut gelaunt und optimistisch. Ihr viel zu früher Tod und besonders dessen Umstände sind tragisch.

Da dies aber vor allem ein Physik-Blog ist, möchte ich hier über ihre Arbeit berichten. Ich suche dabei einen Artikel von ihr heraus, der mich persönlich besonders interessiert – sie hat viel publiziert, das es wert wäre, hier erwähnt zu werden.

Die Manipulation Komplexer Plasmen durch Radiofrequenz-Bias

B.M. Annaratone et al 2004 Plasma Phys. Control. Fusion 46 B495-B509

Wie ich in diesem Blog schon oft beschrieben habe, sind Komplexe Plasmen ionisierte Gase, in denen sich neben den neutralen Atomen, Ionen und Elektronen noch Mikrometer große Teilchen befinden. Diese Mikroteilchen laden sich durch den Fluss der Plasmateilchen auf, normalerweise stark negativ.

BAdaptive Elektrodeeatrice und ihre Kollegen haben ein Komplexes Plasma in einer Plasmakammer erzeugt, bei der die untere Elektrode in viele kleine Pixel geteilt ist. So eine Elektrode nennt man "adaptiv". Jedes einzelne Pixel kann getrennt mit einer Radiofrequenz angesteuert werden. So können die Mikroteilchen in dem Komplexen Plasma genau kontrolliert werden.

Um die Struktur des Plasmas über dem aktiven Pixel zu untersuchen, haben Beatrice und ihre Mitarbeiter erst einmal Teilchen in dem Plasma wachsen lassen. Diese Teilchen sind nur Nanometer groß, können also nicht einzeln betrachtet werden. Man erkennt nur eine Art Nebel, der dem Potential des Plasmas folgt.

French Fog

Das Bild zeigt ein Beispiel. Das helle Leuchten am unteren Rand ist der aktive Pixel auf der unteren Elektrode, die Punkte darüber die Teilchen.

Für die größeren Mikroteilchen wurde dann ein besonderes Abbildungsverfahren verwendet, bei dem die Teilchen mit drei Laserebenen angestrahlt werden. Jeder der Laser hat eine andere Wellenlänge, die separat analysiert werden kann. Die Intensität das Laserlichts ebenfalls unterschiedlich moduliert, so dass man mithilfe von zwei Kameras die dreidimensionalen Teilchenpositionen ermitteln kann. Wie das aussieht, demonstriert das folgende Bild.

3d Teilchencluster

Die rot-grünen Abbildung von der Größe 2.3 mm x 1.7 mm zeigt einen Cluster über dem aktiven Pixel. Die blauen Punkte stellen denselben Cluster dar, aber in einem Winkel von 90 Grad gesehen.

Durch unterschiedliche Einstellungen der Pixel der Elektrode kann kontrolliert werden, wie viele Teilchen in dem Cluster in der Schwebe gehalten werden. Je nach Anzahl der Teilchen gibt es stabile und weniger stabile Systeme. Einige bestimmte Teilchenanzahlen sind besonders stabil, das nennt man dann "magisch". Eine Doktorandin in unserer Gruppe, Tetyana Antonova, hat später über diese Cluster promoviert. Nicht nur Tetyana wird Beatrices Input und ihre fröhliche und optimistische Art vermissen.

Mierk Schwabe

Veröffentlicht von

Erhöht man die Spannung zwischen zwei Elektroden, die ein Gas umgeben, beginnt das Gas irgendwann zu leuchten: Freie Elektronen im Gas haben genug Energie, um die Gasteilchen zu ionisieren und noch mehr Elektronen aus den Atomen zu schlagen. Ein Plasma wurde gezündet, die Zündspannung ist erreicht. Gibt man nun noch zusätzlich Mikrometer große Teilchen in das Plasma, erhält man ein sogenanntes "Komplexes Plasma", mit dem ich mich zunächst als Doktorand und Post-Doc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und nun an der University of California in Berkeley beschäftige. In diesem Blog möchte ich sowie ein wenig Einblick in den Alltag im Forschungsinstitut bieten, als auch über den (Plasma)-Rand hinaus blicken. Mierk Schwabe

4 Kommentare

  1. Kinder

    Oh, das tut mir leid. Wie alt sind denn die Kinder? Sind sie gut versorgt? Das hart plötzlich Vollwaise zu werden. 🙁

  2. @Martin Huhn

    Das ist wirklich eine furchtbare Tragoede, wie man dem von Frau Schwabe verlinkten Nachruf auf iter.org entnehmen kann.

    http://www.iter.org/newsline/Pages/113/1596.aspx

    Die im Auto der Eltern sitzende Tochter wurde demnach Augenzeugin des Todes ihrer Eltern, als diese beim Einladen der Wanderausrüstung von einem anderen Fahrzeug erfasst wurden, das ins Schleudern gekommen war.

    Mein tiefempfundenes Beileid an die Familie.

  3. Beileid

    Auch von mir ein herzliches Beileid! Als Vater zweier noch kleiner Kinder mag man sich so etwas gar nicht vorstellen, es erinnert einen daran, wie zerbrechlich alles ist.

    Mierk, dieser Nachruf ist sehr gelungen. Im ersten Absatz stellst Du das Menschliche in den Vordergrund (das Vorbild, die Familie), dann aber auch wissenschaftliche Arbeit, ein Teil des Werkes. Ein schöner, respekvoller Gruß an Beatrice und Arturo Annaratone…

    Herzliches Beileid, viele Grüße

    Michael

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