Prof. Dr. Karl Schindler

Theoretische Weltraum- und Astrophysik

Forschung

Arbeitsgebiet

Das Arbeitsgebiet ist die Theorie dynamischer Plasmaprozesse in der Weltraum- und Astrophysik, speziell theoretische Grundlagen der Aktivität planetarer Magnetosphären und koronaler Sternumgebungen. Der Prototyp des ersteren Bereiches ist die Erdmagnetosphäre mit zentralen Fragestellungen zum Ursprung von Magnetstürmen und des Aurora-Phänomens, beim letzteren sind Sonneneruptionen und „Coronal Mass Ejections“ (gewaltige Ejektionen von Materie aus der Sonnenkorona) von besonderem Interesse. In typischen Abläufen setzt aus einem vergleichsweise ruhigen Zustand plötzlich eine eruptionsartige Entwicklung ein, oft begleitet von Veränderungen der topologischen Struktur des Magnetfeldes. Diese Vorgänge werden mit Hilfe mathematisch-analytischer Methoden untersucht, insbesondere im nichtlinear-dynamischen Bereich. Die Ergebnisse werden mit Beobachtungen und numerischen Simulationen verglichen. Die zugrunde liegenden mechanischen und elektrodynamischen Elementarprozesse sind hinreichend bekannt. Die Herausforderungen beruhen auf der großen Anzahl der beteiligten Elementarteilchen. Für die vorliegenden Nichtgleichgewichtsprozesse müssen zum Teil neue kinetische Verfahren entwickelt werden.

Forschungserfolge

Theorie des magnetosphärischen Teilsturms

Schon 1974 gelang eine erste Theorie zur magnetosphärischen Aktivität.  Diese ist inzwischen durch  Verbesserungen und Ergänzungen von eigener als auch von anderer Seite und Bestätigung durch Beobachtungen zu einer Standardtheorie weiterentwickelt worden.

Theorie der magnetischen Rekonnexion (mit J. Birn, Los Alamos, und M. Hesse, NASA)
Ein zentraler Prozess aktiver Plasmen ist die effektive Freisetzung von gespeicherter Energie durch magnetische Rekonnexion. Es  wurde ein neues Konzept (General Magnetic Reconnection) für Plasmen in dreidimensionalen nichtsingulären Magnetfeldern entwickelt.

Theorie dünner Stromschichten  (mit J. Birn, Los Alamos, und M. Hesse, NASA)
Seit 1993 wurden mehrere grundlegende Entstehungsprozesse dünner elektrischer Stromschichten identifiziert. Es zeigten sich starke Hinweise auf einen kausalen Zusammenhang zwischen dünnen Stromschichten in der Erdmagnetosphäre und quasi-stationären Aurora-Bögen. 

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Zur Person

Ausbildung

1952-1957  Physikstudium an der Rheinisch-Westphälischen Technischen Hochschule Aachen
1957Diplom in Physik an der RWTH Aachen
1961PhD (Dr. rer. nat.) an der RWTH Aachen


Beruflicher Werdegang

1957-1961   Research Associate, RWTH
1961-1968Research Scientist, Kernforschungsanlage Jülich (KFA)
1962-1964Visiting Scientist, Courant Institute for Mathematical Sciences, New York University, USA
1966-1972Senior Scientist, European Space Research Institute of ESRO, Frascati, Italy; Deputy director from 1969, Lecturer at the Scuola di Perfezionamente, University of Rome
1972-1973Senior Scientist, Max-Planck-Institut für Physik und Astrophysik, Institut für extraterrestrische Physik, Garching
1973-1997Full Professor at Ruhr-Universität Bochum, Chair for Theoretical Physics, Dean of Faculty of Physics and Astronomy (3 years)
2001Visiting Professor, Los Alamos Scientific Laboratory (May-December)


Mitgliedschaften und Engagement

Fellow of the American Geophysical Union
Orson Anderson Scholar of 2001 at IGGP, Los Alamos, New Mexico, USA
American Geophysical Union
Deutsche Physikalische Gesellschaft
Astronomische Gesellschaft

Publikationen

About 200  articles on space and astrophysicsEditor of “Cosmic Plasma Physics”, Plenum Press (1972)Author of monograph “Physics of Space Plasma Activity”, Cambridge University Press (2007)