Ondas em plasmas espaciais representados por função de distribuição Kappa via simulação por partículas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Marcos Vinicius Grala Barbosa
• Orientador(a): Maria Virgínia Alves, Fernando Jaques Ruiz Simões Junior
• Banca de defesa: Renato Sérgio Dallaqua, Marisa Roberto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial/Ciências do Ambiente Solar-Terrestre
• País: BR
• Resumo em Inglês: In plasmas out of thermodynamic equilibrium the particle velocity distribution can be described by the so called Kappa distribution. These velocity distribution functions are a generalization of the Maxwellian distribution. Since 1960, Kappa velocity distributions were observed in several regions of interplanetary space and astrophysical plasmas. Changing the velocity distribution function that describes the plasma will change the dispersion relation of the normal modes of wave propagation. A modification in the particle simulation code KEMPO1 was made to introduce the Kappa distribution function as the initial condition for the particle velocity. Using the parameters that correspond to the electronic population in the Saturnian magnetosphere, represented by two electron component and one ion species, the behavior of the electron-acoustic waves and the Bernstein modes were analyzed. The simulations were realized with several configurations of the distribution of the two electron populations. Simulation results are compared with numerical solutions of the dispersion relation obtained in the literature and they are in good agreement.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/02.02.14.22

Em plasmas fora do equilíbrio termodinâmico, a velocidade das partículas pode ser descrita por uma distribuição de velocidade tipo Kappa. Essas funções de distribuições de velocidades são uma generalização das distribuições Maxwellianas. A partir da década de 1960, distribuições de velocidades tipo Kappa foram observadas em diversas regiões do espaço interplanetário e em outros plasmas astrofísicos. A descrição do plasma por uma função de distribuição de velocidades diferente de uma Maxwelliana, pode levar a alterações nos modos normais de propagação do plasma. O código de simulação por partículas KEMPO1 foi alterado para introduzir as velocidades iniciais das partículas seguindo uma distribuição de velocidade tipo Kappa. Utilizando os parâmetros observacionais das populações eletrônicas da magnetosfera de Saturno, representadas por duas componentes eletrônicas, foram estudados os comportamentos das ondas elétron-acústicas e dos modos de Bernstein. Foram comparados os resultados para diversas configurações das funções de distribuição das duas espécies de elétrons. Os resultados obtidos estão em concordância com os trabalhos teóricos existentes relacionados a esta configuração de plasma.