Dissertação

Magnetic field generation via the Kelvin-Helmholtz instability EVALUATED

Instabilidades de plasma não-colisionais têm sido propostas para explicar a origem dos campos magnéticos requeridos pelos modelos de produção de radiação não-térmica em cenários astrofísicos extremos como os active galactic nuclei (AGN) e os gamma-ray bursts (GRBs). Uma vez que estes cenários estão em geral associados a variações rápidas do material ejectado, é natural o desenvolvimento de gradientes no campo de velocidades, despoletando assim a instabilidade de Kelvin-Helmholtz (IKH). Os campos magnéticos primordiais, gerados na fase inicial da evolução da IKH, poderão ser posteriormente amplificados através do efeito de dínamo em turbulência induzida pela IKH. O trabalho desenvolvido nesta tese pretende estudar em detalhe a IKH. Começamos por analisar os processos físicos associados às dinâmicas longitudinal e transversal da IKH, focando na formação das estruturas de densidade e na geração de campos magnéticos. São realizadas simulações PIC, usando o código OSIRIS, de forma a melhor illustrar os fenómenos físicos da IKH. Generalizamos os cálculos da IKH relativista para incluir contrastes de densidade entre os escoamentos de plasma rasantes. Observamos que o desenvolvimento da IKH é robusto a contrastes de densidade, indicando que esta é uma instabilidade universal em cenários astrofísicos. Os efeitos dos contrastes de densidade previstos pelo modelo teórico são verificados através de simulações PIC 2D, apresentando um excelente acordo quantitativo e qualitativo. Por fim, são discutidos os resultados das primeiras simulações inteiramente cinéticas da IKH num cenário 3D, onde se observa o acoplamento entre as dinâmicas longitudinal e transversal.
geração de campos magnéticos, instabilidades de plasma, instabilidade de Kelvin-Helmholtz

Outubro 8, 2010, 15:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Luís Miguel De Oliveira e Silva

Departamento de Física (DF)

Professor Associado