Meine Bachelor-Arbeit im Rahmen des Physikstudiums an der Ruhr-Universität Bochum habe ich 2008 in der AG Reaktive Plasmen, einer Arbeitsgruppe am Institut für Experimentalphysik II, angefertigt. In dieser Arbeit habe ich mich mit dem Problem der Signalkalibrierung eines Massenspektrometers mit inreaktiven Spezies beschäftigt und den Einfluß der Ionisator-Geometrie auf die Hintergrundteilchendichte mittels Monte-Carlo-Methoden simuliert.
[weiterlesen...]Im Gegensatz zu interstellaren Plasmen, die aufgrund ihrer Dimension über weite Bereiche als unbegrenzte Plasmen angesehen werden können, müssen bei technischen Plasmen die endlichen Abmessungen berücksichtigt werden. Die Begrenzungen des Plasmas führen dabei zu Veränderungen der Plasmadynamik. Ein einfaches thermionisches Entladungsmodell für begrenzte Plasmasysteme (Bounded Plasma Systems, BPS’s) wurde bereits 1944 von Pierce vorgeschlagen und erweiterte das Plasmaoszillationsmodell von Tonks und Langmuir (1929) um physikalisch motivierte Randbedingungen. Modellierung und Simulation von BPS stellen dabei einen wichtigen Beitrag für die quantitative Beschreibung von solchen Plasmasystemen dar, deren Ergebnisse für viele Plasmabereich relevant sind. Eine Übersicht über verschiedene mikroskopische BPS-Simulationen ist in Kuhn (1994) zu finden.
[weiterlesen...]Die Simulation ist eine Vorgehensweise zur Analyse von System, die für die theoretische oder formelmäßige Behandlung zu kompliziert sind. Bei der Simulation werden Experimente an einem Modell durchgeführt, um Erkenntnisse über das reale System zu gewinnen. Deswegen besteht die Simulation erst einmal aus einer Modellfindung. Ist ein vorhandenes Modell geeignet, um Aussagen über die zu lösende Problemstellung zu machen, müssen lediglich die Parameter des Modells eingestellt und ggf. geeignet variiert werden. Das Modell, resp. die Simulationsergebnisse, können dann für Rückschlüsse auf das Problem und seine Lösung genutzt werden. Die Methode der Simulation wird für viele Problemstellungen gerade in der Physik eingesetzt und findet eine immer größere Bedeutung. Gründe für Simulationen sind zum einen die teils sehr hohen Kosten realer Experimente – z. B. kann bei der Entwicklung von Teilchenbeschleunigern oder -detektoren über Simulationen geklärt werden, ob das System den Anforderungen genügt oder Komponenten entfallen können (und somit Kosten reduziert werden), da der Teilchennachweis aufgrund des Aufbaus nicht möglich ist – oder das reale Systeme nicht direkt beobachtbar sind – z. B. in der Astrophysik ist durch die großen Längen- und Zeitskalen ein direkte Beobachtung bzw. reale Experimente teilweise nicht möglich, wobei mittels Simulationen das Modell, welches durch die Beobachtungen aufgestellt
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