Análisis de la inestabilidad ion-ciclotrón electromagnética en plasmas del viento solar

Abstract

Las inestabilidades juegan un papel importante en el plasma, ya sea de laboratorio o espacial. Mediciones in-situ de las funciones de distribución de velocidades de los protones en el viento solar muestran la presencia de una anisotropía en la temperatura. Esta anisotropía funciona como el mecanismo físico que genera las inestabilidades, siendo éstas las responsables del crecimiento de ondas electromagnéticas, así como de la distribución de las partículas; este proceso tiene un rol crucial en el problema del calentamiento y aceleración del viento solar; en particular, se destaca la absorción resonante de ondas electromagnéticas ion-ciclotrón y por ende la inestabilidad electromagnética ion-ciclotrón. En esta tesis a través de la solución de la ecuaciones de Vlasov-Maxwell linealizada, se ha estudiado el comportamiento de la inestabilidad electromagnética ion-ciclotrón respecto a la variación del parámetro beta y de la anisotropía térmica de los protones para un plasma tipo viento solar. Se encontró que la tasa de crecimiento de la inestabilidad aumenta ; también se evidenció que el ancho de la parte inestable es relativamente independiente del parámetro beta y creciente conforme aumenta la anisotropía térmica; además, que existe un cambio de comportamiento para un valor de anisotropía mayor a 6 en la frecuencia real, afectando la resonancia ciclotrónica. Los resultados de esta tesis están enfocados a incrementar nuestro conocimiento para el problema de la aceleración y calentamiento del viento sola (Texto tomado de la fuente)

The Instabilities play an important role in the plasma, whether laboratory or spatial. In-situ measurements of the speed distribution functions of the protons in the solar wind show the presence of an anisotropy in the temperature. This anisotropy acts as the physical mechanism that generates the instabilities, being responsible for the growth of electromagnetic waves and the distribution of particles; this process has a crucial role in the problem of heating and acceleration of the solar wind, in particular the resonant absorption of ion-cyclotron electromagnetic waves and therefore the ion-cyclotron electromagnetic instability. In this thesis through the solution of linearized Vlasov-Maxwell equations the behavior of the ion-cyclotron electromagnetic instability regarding the variation of the beta and the thermal anisotropy of the protons for a solar wind type plasma was studied. It was found that the growth rate of instability increases ; furthermore the width of the unstable part is relatively independent of the beta and increasing as the thermal anisotropy increases; in addition, there is a behavior change for a value of anisotropy greater than 6 in the real frequency, affecting the cyclotron resonance. The results of this thesis are focused on increasing our knowledge regarding the problem of the acceleration and heating of the solar wind