Die EPS-Konferenz ist mittlerweile bereits wieder zu Ende. Es gab wieder viele spannende Vorträge; zu viele, um von allen hier zu berichten. Zwei Themen möchte ich jetzt aber noch vorstellen, die beide Anwendungen der Plasmaphysik beinhalten:

A. Aanesland hat von einer neuartigen Art von Ionenantrieben für Weltraumsonden berichtet. Wie bei normalen Raketentriebwerken wird bei Ionenantrieben eine vorantreibende Kraft auf das Raumschiff ausgeübt, indem der Rückstoß einer nach hinten ausgestoßenen Masse ausgenutzt wird. Der Unterschied zwischen normalen Rakteten- und Ionenantrieben ist, dass diese Masse nun aus Ionen besteht, die durch ein elektrisches Feld von der Sonde wegbeschleunigt werden.

Um nun eine immer stärker werdende Aufladung der Sonde zu verhindern, müssen die Ionen wieder neutralisiert werden, nachdem sie das System verlassen haben. Dies geschieht herkömmlicherweise mit Elektronen, mit denen die Ionen rekombinieren.

Wie Frau Aanesland berichtet, ist die Kathodenröhre, mit der die Elektronen erzeugt werden, normalerweise das Hauptproblem der Ionenantriebe – sie hat nur eine kurze Lebenszeit und ist fehleranfällig. Um dies zu umgehen, arbeitet Dr. Aanesland an einem Antrieb, in dem positiv und negativ geladene Ionen beschleunigt werden. Diese rekombinieren nach dem Austritt aus der Sonde automatisch, und eine Aufladung wird vermieden.

In einem ersten Prototyp werden die Ionen dabei aus dem sogenannten "Afterglow" eines Plasmas verwendet – das ist das Plasma, kurz nachdem die Erzeugungsspannung ausgeschaltet wurde. Der Afterglow hat den Vorteil, dass schon viele von den leichten Elektronen an die Wände geflogen und somit "verschwunden" sind. Das Plasma wird dann gepulst betrieben, so dass man immer wieder Ionen aus dem Afterglow verwenden kann. Sie werden dann mithilfe eines elektrischen Felds aus dem Antrieb heraus beschleunigt.

Natürlich kann man die unterschiedlich geladenen Teilchen nicht einfach mit demselben elektrischen Feld beschleunigen, und so werden fluktuierende elektrische Felder zur Beschleunigung verwendet – genaueres wurde wegen eines laufenden Patentantrags nicht verraten.

In einem zweiten Vortrag berichtete Holger Kersten über eine Anwendung von komplexen Plasmen (also Plasmen, in denen sich Mikrometer große Kugeln befinden, zusätzlich zu den Elektronen, Ionen und Neutralteilchen – mein Fachgebiet). Und zwar können Plasmen verwendet werden, um Puder zu erzeugen oder zu modifizieren.

Chemische Prozesse im Plasma können dann dazu führen, die Oberflächeneigenschaften der Teilchen zu verändern. Zum Beispiel können die Teilchen besser in Flüssigkeiten lösbar gemacht werden – Herr Kersten hat dazu Bilder gezeigt, in denen Teilchen in einer Flüssigkeit waren, einmal vor, einmal nach der Behandlung. Im ersten Fall war die Flüssigkeit trüb, in zweiten durch die erhöhte Lösbarkeit durchsichtig geworden.

Solche Behandlungen können beispielsweise in einer Hohlkathoden-Entladung durchgeführt werden. Sie besteht aus einer Röhre, durch das Gas strömt, z.b. Argon und Sauerstoff. An den Seiten der Röhre sind Elektroden angebracht, die das Plasma erzeugen. Der Gasfluss trägt die Teilchen dann durch das Plasma hindurch.

Mit dieser Art von Teilchenbehandlung genau die gewünschtgen Eigenschaften zu erzielen, ist schon fast eine Art von Kunst – und Kunst haben wir uns auch auf dem Konferenzausflug nach Knowth angeschaut. Allerdings 5000 Jahre alte Kunst, aus der neolithischen Ära. Die Menschen damals haben Grabkammern und -gänge gebaut und dann künstliche Hügel darauf aufgetragen. Eine monumentale Leistung aus einer Zeit vor den Pyramiden von Gizeh. Rund um die Hügel waren Steine angeordnet, die mit abstrakter Kunst verziert waren – Kreise, Spiralen, eine Sonnenuhr. Zum Abschluss hier einige Eindrücke dieser Jahrtausende alter Kunst.