Vedoucí: Mgr. Alexander Pitňa, Ph.D.
Stav projektu: volný
Anotace:
Sluneční vítr představuje unikátní laboratoř turbulentního plazmatu, kde klíč k pochopení jeho dynamiky leží v interpretaci fluktuací elektromagnetických polí a parametrů plazmatu měřených in-situ. Standardní analýza těchto dat se historicky opírá o Taylorovu hypotézu „zamrzlé turbulence“, která předpokládá, že sonda pouze pasivně vzorkuje Dopplerovsky posunuté prostorové struktury proudící nadzvukovou rychlostí kolem ní. Průlomová mise Parker Solar Probe, která jako první v historii prolétá horními vrstvami sluneční koróny, však toto paradigma zásadně mění. Tím, že sonda operuje hluboko v sub-alfvénickém režimu, se rychlost plazmatu stává srovnatelnou s charakteristickými rychlostmi šíření vln, což vede k selhání Taylorovy aproximace a vyžaduje zcela nové přístupy k interpretaci měřených dat na pomezí fyziky plazmatu a teorie signálu.
Hlavním úkolem studenta bude prozkoumat fenomén „jednorozměrného maskování“. Zatímco turbulence v prostoru je popsána 3D vlnovým spektrem S(k), sonda letící po určité trajektorii vzorkuje pouze 1D řez tímto objemem. Cílem práce je pomocí analytických výpočtů demonstrovat, jak mohou různé fyzikální modely 3D spektra (např. s různou mírou anizotropie nebo odlišným složením vlnových módů) vést k překvapivě podobným pozorovaným spektrům S(f).
Tento projekt nabízí unikátní vhled do aktuálních problémů kosmické fyziky, které jsou kritické pro předpovídání kosmického počasí a ochranu budoucích misí k Měsíci a Marsu. Práce kombinuje teoretickou eleganci spektrální analýzy s prací na reálných datech z moderních družic. Student získá základní znalosti v oblasti turbulence v plazmatu a naučí se kriticky interpretovat data, u nichž na první pohled nemusí být jasné, zda odrážejí skutečnou fyzikální realitu, nebo jsou jen artefaktem způsobeným pohybem pozorovatele.