Thermomagnetische Konvektion

styleworker · Anmeldungsdatum: 25.08.2010 Beiträge: 2

Hej!

Habe eine Verständnisfrage zur thermomagnetischen Konvektion.

Man nehme beispielsweise eine horizontale ebene Flüssigkeitsschicht an, die von unten gekühlt und von oben beheizt wird. Der Temperaturgradient ist also nach oben gerichtet. Die Flüssigkeit sei (super-)paramagnetisch und es wird ein externer Magnetfeld-Gradient rechtwinklig zur Flüssigkeitsschicht aufgebracht. Aufgrund der temperaturabhängigkeit der Flüssigkeit nimmt die Magnetisierung mit sinkender Temperatur zu, sodass sich ein Magnetisierungsgradient entgegen dem Temperaturgradienten bildet. Paramagnetische Fluide streben in Zonen stärkeren Magnetfeldes hin. Wenn man davon ausgeht, dass der Gradient des aufgebrachten Magnetfeldes nach oben zeigt, tritt eine Konvektion auf und die untere Flüssigkeit strömt aufwärts, da die untere Flüssigkeit stärker magnetisiert als die obere Flüssigkeit.

Nun mein Verständnisproblem:
Wenn man vom selben Szenario ausgeht, aber statt des Magnetfeld-Gradient ein konstantes Magnetfeld aufbringt, entsteht ein interner Magnetfeldgradient der dem Magnetisierungsgradienten entgegen gerichtet ist.
Dass ein interner Magnetfeldgradient entsteht finde einleuchtend, nur verstehe ich die Richtung dabei nicht. Wenn die untere Flüssigkeitsschicht stärker magnetisiert ist müssten die Magnetfeldlinien aufgrund des paramagnetischen Verhaltens dichter werden, wodurch die Magnetfeldstärke an dieser Stelle zunimmt und somit erst gar keine Konvektion auftreten kann?!

Eine schematische Darstellung des beschriebenen Problemes findet man hier: http://www.mpipks-dresden.mpg.de/~adlange/research.html#thermomagnetic

Kann mir jemand weiterhelfen?

Lieben Gruß

styleworker · Anmeldungsdatum: 25.08.2010 Beiträge: 2

Also mathematisch lässt sich das ganz einfach erklären:

mit

wird zu

Fehlt nur die physikalische Erklärung?!