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Séance de cours

Instabilités Plasma: Couplage Résonant à Trois Vagues

Dans cours

PHYS-736: Plasma instabilities

To complete the theoretical knowledge acquired before the graduate studies. ...

Description

Cette séance de cours explore le mécanisme de couplage résonant à trois ondes à travers l'illustration de la diffusion Raman stimulée dans un plasma non aimanté. Linstructeur dérive des équations de modèle pour les ondes lumineuses et les ondes de plasma électronique, en mettant laccent sur les termes de couplage non linéaire essentiels. Le développement d'une instabilité paramétrique et les conditions d'un transfert d'énergie efficace entre les ondes sont explorés. La séance de cours aborde également les solutions aux contraintes définies par les relations de dispersion et les conditions correspondantes dans une et trois dimensions.

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Enseignant·e·s (2)

Jonathan Graves

Prof. Jonathan P. Graves is a Senior Scientist at EPFL and Honorary Visiting Professor at the University of York, UK. He achieved first class joint honours in Electronic Engineering and Mathematics from the University of Nottingham, UK in 1996. He completed his Ph.D. in Theoretical Mechanics from the University of Nottingham, UK, three years later in 1999. During his Ph.D. he was based in the Culham theory group of the United Kingdom Atomic Energy Authority, developing kinetic descriptions of the internal kink instability, and participating in deuterium-tritium experimental analysis in the Joint European Torus. After a short time in industry, and a postdoc at Nottingham University, he took a position at the Swiss Plasma Center at EPFL, becoming a Senior Scientist in 2014, and became an Honorary Visiting Professor at the University of York, UK, in 2020. In 2015 he became a member of the EUROfusion Scientific and Technical Advisory Committee (STAC) and a member of the EUROfusion DEMO Technical Advisory Group. He is on the editorial board for the journal Plasma Physics and Controlled Fusion, and in 2020 became Scientific Secretary of the Varenna-Lausanne International Workshop in Theory of Fusion Plasmas.

Stephan Brunner

Source officielle

Concepts associés (17)

Fréquence plasma

En physique, la fréquence plasma, ou fréquence de Langmuir, ou encore pulsation plasma, est la fréquence caractéristique des ondes de plasma, c'est-à-dire des oscillations des charges électriques présentes dans les milieux conducteurs, comme le métal ou les plasmas. À l'image de l'onde électromagnétique qui, quantifiée, est décrite par des photons, cette onde de plasma est quantifiée en plasmons.

Diffusion Raman

La diffusion Raman, ou effet Raman, est un phénomène optique découvert indépendamment en 1928 par les physiciens Chandrashekhara Venkata Râman et Leonid Mandelstam. Cet effet consiste en la diffusion inélastique d'un photon, c'est-à-dire le phénomène physique par lequel un milieu peut modifier légèrement la fréquence de la lumière qui y circule. Ce décalage en fréquence correspond à un échange d'énergie entre le rayon lumineux et le milieu. Cet effet physique fut prédit par Adolf Smekal en 1923.

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.

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.

Diffusion Brillouin

La 'diffusion Brillouin' est la diffusion inélastique de la lumière par les ondes acoustiques d'un milieu. Dans une expérience de diffusion Brillouin, on illumine un milieu à l'aide d'un faisceau laser et on détecte la lumière diffusée à une fréquence légèrement différente. Les décalages en fréquence observés sont de l'ordre de 1 à 200 GHz environ. La mesure de ce décalage permet de remonter à certaines propriétés du milieu. Cet effet a été prédit en 1914 par Léon Brillouin.

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Séances de cours associées (32)

Instabilités plasmatiques : Interaction des trois ondes résonantes

Explore le couplage résonant de trois ondulations, en se concentrant sur le scatter Raman stimulé dans le plasma et le développement d'instabilités paramétriques affectant la lumière laser.

Instabilités plasmatiques : Effets non linéaires

Explore l'étude des ondes non linéairement couplées et de l'énergie des vagues dans les milieux dispersifs, en mettant l'accent sur les mécanismes d'éparpillement et de saturation Raman stimulés.

Instabilités plasmatiques : Micro-instabilités dans les plasmas magnétisés

Explore les effets cinétiques dans les instabilités électrostatiques dans les plasmas magnétisés, en se concentrant sur les résonances de particules d'onde et les effets finis du rayon de Larmor.

Instabilités plasmatiques : études de cas

Analyser les instabilités plasmatiques à travers des études de cas, en explorant les implications des racines dans le plan complexe.

Instabilités Plasma : Cartographie de domaine instable

Explore la cartographie des domaines instables dans les instabilités plasmatiques et les conditions d'instabilité.

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