EFEITOS QUÂNTICOS E INSTABILIDADES EM PLASMAS ASTROFÍSICOS

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Aluno de Iniciação Científica: Sidney Tiago da Silva (PIBIC/Fundação Araucária)

Curso: Física (Bacharelado) (M)

Orientador: Fernando Haas

Departamento: Física

Setor: Setor de Ciências Exatas

Área de Conhecimento: 10506020


RESUMO

Analisamos os principais modos coletivos (ondas) em plasmas com campo magnético de equilíbrio nulo. A saber, os modos eletrostáticos básicos (ondas de Langmuir e ondas íon-acústicas) bem como a propagação de modos transversais. As ondas de Langmuir se propagam paralelamente ao campo elétrico e sua freqüência a própria freqüência do plasma mais um termo de correção que está relacionada diretamente à temperatura do plasma. As ondas transversais se propagam perpendicularmente ao campo elétrico, e sua freqüência é a soma da freqüência do próprio plasma mais a sua freqüência, que é o produto dos quadrados entre seu número de onda e sua velocidade pro pagante. Como a velocidade de propagação da onda e a própria velocidade da luz, o termo de correção ao qual está relacionada com a temperatura se torna desprezível comparada com as freqüências. As ondas Íons-acústicos são quando levamos em conta a dinâmica dos íons. Isso ocorre quando a onda pro pagante possui velocidade muito menor que a velocidade típica dos elétrons e velocidade maior que a velocidade dos íons. Com isso percebemos que a freqüência da onda e proporciona mente a temperatura dos elétrons e inversamente a massa dos íons. Utilizamos tanto a descrição via fluidos como a teoria cinética para plasmas, ou seja, o sistema de Vlasov-Maxwell. A discrição via fluido e uma primeira aproximação para encontrar as freqüências, ao qual trabalhamos com a equação de continuidade da densidade e a equação de conservação do momento das partículas. Por meio da teoria cinética, determinamos o amortecimento não colisional dos modos coletivos. Especificamente, consideramos o amortecimento de Landau decorrente da relação de dispersão de cada onda. Tratamos tanto o amortecimento relacionado com a freqüência dos elétrons e o amortecimento das ondas íonsacústicas. A análise, feita no contexto de plasmas clássicos, serve como preparação ao estudo de ondas e instabilidades em plasmas quânticos, especialmente levando em consideração a dinâmica de spins. Aplicações são esperadas, no contexto astrofísico e de plasmas densos na presença de lasers ultra-intensos, bem como levando em conta efeitos relativísticos.

Palavras-chave: Ondas em Plasmas, Amortecimento de Landau, Plasma Quântico