Turbulent plasma transport och upphettning i tunna gränsskikt

En stor del av det synliga universum består av plasma, en het joniserad gas med joner och elektroner. Plasma i rymden är ofta praktiskt taget kollisionsfritt, d v s, mediet har så låg densitet att Coulomb partikel-partikel kollisioner inte kan förklara upphettning och transport av plasma. Tunna gränsskikt är vanliga i plasma och separerar typiskt mycket stora områden med helt skilda egenskaper. Tunna gränsskikt innehåller starka strömmar och gradienter, som driver olika elektromagnetiska vågor. Vågorna kan nå hög amplitud, bli icke-linjära, och bilda turbulens. Turbulensen kan orsaka upphettning av partiklar samt transport genom gränsskiktet vilket förändrar skiktet. Vi använder data från de fyra NASA MMS- satelliterna som formationsflyger runt jorden sedan 2015. På varje satellit finns instrument för att mäta elektriska och magnetiska fält, samt laddade partiklar. Instrumenten är unika eftersom de har tillräcklig tidsupplösning för att mäta både elektriska och magnetiska fält och partiklarnas fördelning i hastighetsrummet, för att studera turbulensen. Projektet har som mål att: (1) Utveckla en metod att statistiskt studera transport och upphettning av plasma orsakad av turbulens i gränsskikt, från direkta observationer, och (2) från statistik bestämma betydelsen av turbulensens för transport och upphettning vid jordens magnetopaus och magnetsvans.