Im Februar 2025 wurde am Institut für Physik der Universität Greifswald das erste Plasma im neuen Plasmaphysikexperiment VINETA.75 gezündet. Dieses bedeutende Experiment ist der Nachfolger eines älteren Geräts, das zu Beginn der 2000er Jahre am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald in Betrieb genommen wurde.
Der Name VINETA steht für „Versatile Instrument for studies on Nonlinearity, Electromagnetism, Turbulence and Applications“. Ziel ist es, die Ausbildung von Studierenden zu fördern und gleichzeitig wertvolle Forschungsergebnisse zu erzielen. Der Direktor des IPP, Prof. Dr. Thomas Klinger, initiierte den Umzug des Experiments, welches nun vor einem größeren Publikum zugänglich ist.
Technische Details und Ausstattung
Das Gerät VINETA.75 besticht durch ein modulares Konzept, wobei jedes Modul eine Länge von etwa einem Meter und einen Innendurchmesser von etwa 0,4 Metern hat. Jedes dieser Module ist von acht Magnetfeldspulen umgeben, deren Position und Ströme unabhängig voneinander eingestellt werden können. Dies ermöglicht die Untersuchung sowohl homogener Magnetfelder als auch die Effekte von Flussausdehnung oder -kompression.
Die Plasmaerzeugung erfolgt durch eine spezielle Helicon-Antenne, die in der Lage ist, Plasmen mit hoher Dichte zu erzeugen. Zu den Standarddiagnostiken zählen Langmuir-Sonden. Das experimentelle Setup ist dabei ideal für die Untersuchung der Physik der Abschählschicht, wobei Dichten und Elektronentemperaturen erreicht werden, die denen in einer Fusionsanlage ähnlich sind.
Forschungsschwerpunkte und Zukunftsaussichten
Die zukünftigen Experimente an VINETA.75 werden sich auf eine Vielzahl von Themen konzentrieren, darunter Kernfusion, Wakefield-Beschleunigung, Gaskonversion, Raumantriebe und grundlegende Instabilitäten in der Plasma-Astrophysik. Prof. Dr. Peter Manz, der seit 2021 die Arbeitsgruppe Experimentelle Plasmaphysik leitet, hebt hervor, dass VINETA.75 bedeutende Erkenntnisse zum Verständnis magnetisierter Plasmen liefern wird. Darüber hinaus ermöglicht das Gerät eine praxisnahe Ausbildung für Studierende.
Die Multi-Institutionen-Kooperation umfasst Wissenschaftler*innen vom IPP, dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) Greifswald, der Universität Stuttgart und der Kyushu Universität in Fukuoka. Diese enge Zusammenarbeit und der Austausch von Wissen und Technik stellen sicher, dass sich VINETA.75 als ein innovativer Ort der modernen Plasmaphysik etabliert.
Ein Rückblick auf die Plasmaphysik
Die Entwicklungen in der Plasmaphysik sind tief in der Geschichte verankert und reichen bis ins 17. Jahrhudert zurück. Frühe Experimente von Wissenschaftlern wie Francis Hauksbee und Michael Faraday legten den Grundstein für das Verständnis von Plasmen. Bis 1929 führten Irving Langmuir und andere den Begriff „Plasma“ ein und machten somit Fortschritte in der Erforschung von Gasentladungen sichtbar. Die historischen Fortschritte in diesem Bereich sind wichtig, um den Kontext von Experimenten wie VINETA.75 zu verstehen, die auf den Erkenntnissen aus der Vergangenheit beruhen. Ein Überblick über die Historie der Plasmaphysik verdeutlicht, wie weit die Forschung gekommen ist und zeigt die Vielseitigkeit und Relevanz dieses Bereichs auf. Die DPG gibt hierzu umfassende Einblicke in die Entwicklung der Disziplin.
Mit dem erfolgreichen Zünden des ersten Plasmas in VINETA.75 hat die Universität Greifswald einen bedeutenden Schritt in der Plasmaphysik gesetzt, der sowohl für die Ausbildung zukünftiger Wissenschaftler*innen als auch für die Forschung auf diesem wichtigen Gebiet von großer Bedeutung ist.
