Aplicação da biblioteca de múltipla precisão na investigação de caos em trajetórias de partículas em torno de buracos negros

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Silva, Anderson Mendonça da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias Tavares; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Física
• Palavras-chave em Português: Black holes (Astronomy) - Particles - Computer programs; General relativity (Physics); Chaotic behavior in systems; Runge-Kutta formulas; Black holes; Chaos; High-performance computing; Runge-Kutta method; Buracos negros (Astronomia) – Partículas – Programas de computador; Relatividade geral (Física); Comportamento caótico nos sistemas; Runge-Kutta, Fórmulas de; Buracos negros; Caos; Computação de alto desempenho; Método de Runge-Kutta; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::RELATIVIDADE E GRAVITACAO
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17064

O movimento de partículas massivas imersas em um campo magnético externo a um buraco negro pode ser determinado pelo formalismo hamiltoniano adaptado à Relatividade Geral, com o tempo próprio definido como variável independente. Esses sistemas dinâmicos, em geral, não são integráveis, possibilitando o surgimento de movimentos caóticos. Por isso é interessante utilizar métodos numéricos de integração precisos e eficientes para determinar as trajetórias das partículas. O presente trabalho tem como objetivo principal desenvolver programas que sejam simultaneamente rápidos e altamente precisos, com um nível de acurácia adaptável às necessidades. Por esse fim, foi implementado um integrador de equações diferenciais baseado no método de Runge-Kutta de quarta ordem, usando C++ e a biblioteca de múltipla precisão MPFR. O programa foi comparado com implementações equivalentes em dupla precisão em C e em Maple, mostrando-se mais preciso do que a primeira, e mais rápido do que a segunda. Como aplicação, o programa foi usado para investigar caos em trajetórias de partículas em torno de buracos negros.