Movimento de partículas carregadas, com velocidades relativísticas, sob ação de campo geomagnético perturbado

• Autor(a) principal: Ana María Inostroza Lara
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2020/05.06.15.44

O campo magnético da Terra varia dependendo das condições da magnetosfera e a dinâmica das partículas presentes. Quando as partículas estão no campo magnético descrevem três movimentos principais: giro ao redor da linha de campo; repique entre os pontos de espelhamento nos hemisférios e a deriva em torno da Terra, e a cada um destes movimentos está associado uma quantidade física denominada invariante adiabático. Se não existe uma perturbação no campo, a partícula permanecerá aprisionada. No entanto, na ausência de perturbações externas, existem certos limites nos quais os invariantes adiabáticos são quebrados. Neste trabalho, conseguiu-se obter que, para partículas teste com energias entre 2 e 5 MeV, que iniciam sua trajetória na posição maior a 7RE, pode existir perdas de partículas, dependendo de sua energia. Existem certos mecanismos que podem gerar perdas de partículas, sendo um deles a interação com ondas chorus. As ondas chorus são um tipo de ondas whistler com polarização RCP (Right-hand Circularly Polarized) que se propagam em direção paralela ao campo magnético da Terra com frequências entre centenas de Hz até alguns kHz. Enquanto se propagam, podem interagir com elétrons energéticos relativísticos do cinturão de radiação Van Allen, quando se cumpre a condição de ressonância, o que pode causar perdas dos elétrons. Este trabalho tem como objetivo avaliar a variação do pitch angle de um elétron com energia relativística em um campo magnético dipolar, perturbado pela ocorrência de ondas chorus. A solução da equação do movimento foi obtida numericamente. Em uma primeira etapa, realizou-se a validação do código desenvolvido utilizando o módulo Scipy de Python, comparando com os resultados obtidos por Bortnik et al. (2008). Uma vez validado o código, este foi utilizado para calcular a variação do pitch angle do elétron para a interação onda-partícula em um evento de perda de elétrons ocorrido em 12 de setembro de 2014 (ALVES et al., 2016). Os dados dos campos eletromagnéticos da onda foram obtidos a partir das sondas Van Allen Probes para elétrons de energia 2 e 5 MeV na zona equatorial e parâmetro L = 5, 5 e 6. A variação do pitch angle é contabilizada através do valor quadrático médio rms. Na análise do evento obteve-se o menor valor de [Delta][Alpha]rms = 0,25o, para dois casos diferentes quando L = 6 e L = 5,5, ambos com frequência de 1 kHz, energia de 5 MeV. O valor máximo foi de [Delta][Alpha]rms = 0,44o para a onda de 0,5 kHz e o elétron de 2 MeV posicionado inicialmente em L = 5,5.