Séance de cours

Système Vlasov-Maxwell : analyse des ondes plasma

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Dans cours

PHYS-423: Plasma I

Following an introduction of the main plasma properties, the fundamental concepts of the fluid and kinetic theory of plasmas are introduced. Applications concerning laboratory, space, and astrophysical plasmas are discussed throughout the course. ...

Description

Cette séance de cours plonge dans le système Vlasov-Maxwell pour analyser les ondes plasmatiques dans un plasma non aimanté. Les sujets abordés comprennent la linéarisation, la prise en compte des ondes électrostatiques et le comportement des ondes dans l'espace et le temps.

Enseignant·e

Christian Gabriel Theiler

Christian Theiler obtained his Master’s degree in physics from ETH Zurich in 2007 and his PhD from EPFL in 2011. He then joined MIT as a postdoctoral associate to work on the Alcator C-Mod tokamak. In 2014, he returned to EPFL as a EUROfusion fellow, to join the TCV tokamak team. Two years later, he was named Tenure Track Assistant Professor in Plasma Physics at EPFL. Christian’s research focuses on tokamak boundary physics and related diagnostic techniques. He has contributed to the understanding of the formation, propagation, and control of turbulent plasma structures, called blobs, and gained new insights on the structure of transport barriers in the plasma periphery in different high-confinement regimes. His current research focuses on detachment physics and turbulence characteristics in conventional and alternative divertor magnetic geometries.

Source officielle

Concepts associés (32)

Onde de plasma

En physique, une onde de plasma est une propagation concertée de particules et de champs. Un plasma se comporte comme un fluide, quasineutre et conducteur. Dans les cas les plus simples, il se compose d'électrons et d'une seule espèce d'ions. Dans des cas plus complexes, on trouve plusieurs espèces d'ions, et même des particules neutres. À cause de sa conductivité électrique, le plasma est couplé aux champs magnétique et électrique. Ce système de particules et de champs permet une grande variété d'ondes.

Linearization

In mathematics, linearization is finding the linear approximation to a function at a given point. The linear approximation of a function is the first order Taylor expansion around the point of interest. In the study of dynamical systems, linearization is a method for assessing the local stability of an equilibrium point of a system of nonlinear differential equations or discrete dynamical systems. This method is used in fields such as engineering, physics, economics, and ecology.

Équations de Maxwell

vignette|Plaque représentant les équations de Maxwell au pied de la statue en hommage à James Clerk Maxwell d'Edimbourg. Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent, avec l'expression de la force électromagnétique de Lorentz, les postulats de base de l'électromagnétisme. Ces équations traduisent sous forme locale différents théorèmes (Gauss, Ampère, Faraday) qui régissaient l'électromagnétisme avant que Maxwell ne les réunisse sous forme d'équations intégrales.

Équation de Vlassov

L'équation de Vlassov (ou de Vlasov en anglais) décrit l'évolution temporelle de la fonction de distribution f des particules de masse m et de charge q dans un plasma ou un faisceau de particules chargées en négligeant l'effet des collisions binaires. Elle a été obtenue par Anatoli Vlassov et s'écrit : γ est l'énergie réduite reliée à la quantité de mouvement par la relation : Le champ électromagnétique tient compte des champs extérieurs appliqués aux particules ainsi que du champ électromagnétique moyen généré par les particules elles-mêmes.

État plasma

thumb|upright|Le soleil est une boule de plasma. thumb|Lampe à plasma.|168x168px thumb|upright|Les flammes de haute température sont des plasmas. L'état plasma est un état de la matière, tout comme l'état solide, l'état liquide ou l'état gazeux, bien qu'il n'y ait pas de transition brusque pour passer d'un de ces états au plasma ou réciproquement. Il est visible sur Terre, à l'état naturel, le plus souvent à des températures élevées favorables aux ionisations, signifiant l’arrachement d'électrons aux atomes.

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