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Modern Plasma Physics

• von P. H. Diamond, S.-I. Itoh, K. Itoh
• 02. January 2012

P. H. Diamond, S.-I. Itoh, K. Itoh: Modern Plasma Physics, Cambridge University Press, Cambridge 2010, 434 S., geb., £83.00, ISBN 9780521869201

Das vorliegende Buch ist der erste Teil einer geplanten Trilogie und widmet sich – was der Titel allerdings nicht unmittelbar verrät – der theoretischen Beschreibung von Plasmaturbulenz. Letztere bestimmt oft die Transporteigenschaften sowohl in astrophysikalischen Plasmen als auch in den magnetisch eingeschlossenen Plasmen der Fusionsforschung.
 
Plasmaturbulenz ist ein komplexes und vielschichtiges nichtlineares Phänomen, sodass jeder Versuch einer systematischen Darstellung erhebliche Herausforderungen mit sich bringt. Mehr als vier Jahrzehnte nach den pionierhaften Klassikern von Kadomtsev und Sagdeev & Galeev kann man einen entsprechenden Neuanlauf nur begrüßen, nicht zuletzt, um der äußerst dynamischen Entwicklung der letzten zehn bis zwanzig Jahre Rechnung zu tragen. Als ausgewiesene Experten auf dem Gebiet der Plasmaturbulenz-Theorie sind die Autoren dazu durchaus prädestiniert.

Vieles an diesem Buch, das sich vor allem mit grundlegenden theo-retischen Konzepten und Methoden befasst, kann man als gelungen bezeichnen, sowohl im Bezug auf die Stoffauswahl als auch in didaktischer Hinsicht. In der Frage „Tiefe oder Breite?“ haben sich die Autoren für einen Mittelweg entschieden, wenn auch oft in recht kompakter Darstellung. Etablierte Konzepte werden zum Teil in neuem Licht präsentiert und durch innovative Ansätze (beispielsweise im Kapitel über „Disparate Scale Interactions“) ergänzt. Als Leitfaden soll dabei die Vorstellung eines turbulenten Plasmas als System von Quasiteilchen dienen. Das Buch betont jedoch übergeordnete konzeptionelle Ideen und setzt einige Grundkenntnisse voraus – wer etwa vorher nicht weiß, was eine Driftwelle ist, wird es hier nicht lernen. Das Lesen wird zudem durch die Einführung vieler Abkürzungen zum Teil etwas erschwert, zumal diese nicht immer konsequent verwendet werden (so wird die Fusionsforschung mit magnetischem Einschluss als MCF eingeführt, aber einige Seiten später heißt sie MFE).

Insgesamt ist das Buch relativ anspruchsvoll gehalten und richtet sich somit primär an erfahrene Wissenschaftler aus den Bereichen Plasmaphysik, Fusionsforschung und Plasma-Astrophysik. Der größte Gewinn und Genuss dürfte jedenfalls Lesern mit entsprechendem Hintergrundwissen vorbehalten sein. Als eine erste Einführung in die Thematik der Plasmaturbulenz für Studenten ist es indes weniger geeignet. Nichtsdestotrotz darf man mit Spannung dem zweiten Band der Trilogie entgegensehen, bei dem die faszinierenden und höchstaktuellen Themen „Strukturbildung und Selbstorganisation“ im Zentrum stehen sollen.

Prof. Dr. Frank Jenko und Prof. Dr. Hartmut Zohm, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching