Doctorado en Física
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Browsing Doctorado en Física by browse.metadata.advisor "Lora Clavijo, Fabio Duván"
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Item Discos de acreación con magnetización alrededor de aguajeros negros de Kerr(Universidad Industrial de Santander, 2020) Pimentel Díaz, Oscar Mauricio; González Villegas, Guillermo Alfonso; Lora Clavijo, Fabio DuvánEn la descripción magneto-hidrodinámica de sistemas astrofísicos usualmente se asume que los campos magnéticos son generados por corrientes de conducción. Sin embargo, la polarización magnética de la materia puede ser relevante en sistemas magnéticamente dominantes como discos de acreción, pulsares, magnetares, entre otros. En esta tesis se presenta por primera vez el sistema de ecuaciones conservativas de la GRMHD con polarización magnética y se calcula su estructura de valores propios. Estos resultados se implementan en el código CAFE para simular choques unidimensionales e inestabilidades de Kelvin-Helmholtz en fluidos diamagnéticos y paramagnéticos. Por otro lado, se presentan las primeras soluciones analíticas de discos de acreción magnéticamente polarizados alrededor de un agujero negro de Kerr, los cuales se evolucionan con el código Cosmos++ para estudiar su proceso de acreción. El estudio teórico y numérico realizado en este trabajo sobre la propagación de ondas y generación de inestabilidades en plasmas magnéticamente polarizados muestra que en fluidos diamagnéticos las ondas más rápidas se propagan con mayor velocidad que en fluidos paramagnéticos. Sin embargo, el estado inicial de plasmas paramagnéticos es más susceptible a formación de inestabilidades magneto-rotacionales y del tipo Kelvin-Helmholtz, y por lo tanto, a la amplificación de la energía magnética. Esto produce niveles de turbulencia magnética en procesos de acreción que podrían explicar la discrepancia actual entre simulaciones y observaciones de núcleos activos de galaxias.Item Discos de acreción con magnetización alrededor de agujeros negros de Kerr(Universidad Industrial de Santander, 2020) Pimentel Díaz, Óscar Mauricio; González Villegas, Guillermo Alfonso; Lora Clavijo, Fabio Duván; Font Roda, José Antonio; García Martínez, Javier; Rodríguez García, Yeinzon; Núñez de Villavicencio Martínez, Luis Alberto; Rago Albujas, Héctor EnriqueEn la descripción magneto-hidrodinámica de sistemas astrofísicos usualmente se asume que los campos magnéticos son generados por corrientes de conducción. Sin embargo, la polarización magnética de la materia puede ser relevante en sistemas magnéticamente dominantes como discos de acreción, pulsares, magnetares, entre otros. En esta tesis se presenta por primera vez el sistema de ecuaciones conservativas de la GRMHD con polarización magnética y se calcula su estructura de valores propios. Estos resultados se implementan en el código CAFE para simular choques unidimensionales e inestabilidades de Kelvin-Helmholtz en fluidos diamagnéticos y paramagnéticos. Por otro lado, se presentan las primeras soluciones analíticas de discos de acreción magnéticamente polarizados alrededor de un agujero negro de Kerr, los cuales se evolucionan con el código Cosmos++ para estudiar su proceso de acreción. El estudio teórico y numérico realizado en este trabajo sobre la propagación de ondas y generación de inestabilidades en plasmas magnéticamente polarizados muestra que en fluidos diamagnéticos las ondas más rápidas se propagan con mayor velocidad que en fluidos paramagnéticos. Sin embargo, el estado inicial de plasmas paramagnéticos es más susceptible a formación de inestabilidades magneto-rotacionales y del tipo Kelvin-Helmholtz, y por lo tanto, a la amplificación de la energía magnética. Esto produce niveles de turbulencia magnética en procesos de acreción que podrían explicar la discrepancia actual entre simulaciones y observaciones de núcleos activos de galaxias.Item Propagación de ondas magnetohidrodinámicas en la atmósfera solar(Universidad Industrial de Santander, 2020) Navarro Noguera, Anamaría; Lora Clavijo, Fabio Duván; González Villegas, Guillermo AlfonsoUno de los problemas mas importantes en la física solar consiste en explicar el calentamiento de la última capa de su atmósfera, la corona solar. En este contexto es de gran utilidad el estudio de los posibles mecanismos que puedan suministrar energía desde la base de la atmósfera hacia capas superiores. Una manera de estudiar estos procesos es a través de simulaciones numéricas que modelen distintas dinámicas del plasma de la atmósfera solar, usualmente con códigos que resuelvan las ecuaciones de la magnetohidrodinámica. Esto ha impulsado la creación de distintos códigos que resuelvan este complejo sistema de ecuaciones no lineales. Por otra parte, para estudiar el transporte de energía en el contexto del problema del calentamiento de la corona es necesario considerar el efecto de procesos disipativos, los cuales agregan algunas dificultades adicionales al aplicar los métodos numéricos tradicionales. Por estas razones en esta tesis doctoral se construyó el código MAGNUS, para incluir en las ecuaciones de la magnetohodrodinámica la influencia de los efectos de disipación de energía relacionados con la resistividad y el flujo de calor. La eficiencia del código se comprobó por medio de la reproducción de distintas pruebas. Unas en el régimen ideal, otras para comprobar la implementación de la resistividad y el flujo de calor de manera independiente. Se estudiaron dos mecanismos que tienen relevancia dentro del contexto de la resolución del problema del calentamiento de la corona, pues ambos aumentan el flujo de energía hacia las capas superiores de la atmósfera solar. El primer mecanismo corresponde a la emergencia de un blob de plasma en la cromosfera el cual es generado por los movimientos convectivos de granulación. Dicho blob magnético emerge desde la zona convectiva y se reconecta con las líneas de campo magnético del ambiente, en este proceso ocurre una transformación entre la energía magnética del sistema y la energías interna y cinética, y como resultado se produce una eyección de plasma caliente hacia las capas superiores en forma de jet. Se produce a su vez un notable incremento en la temperatura de la atmósfera y además el flujo de energía hacia las capas superiores se encuentra dentro del rango esperado por los modelos teóricos de balance de energía en la atmósfera solar. El segundo mecanismo analizado en la tesis consiste en determinar los efectos de la conducción térmica en la producción de tadpole jets cromosféricos, estos son jets fuertemente energéticos recientemente descubiertos alrededor de un bucle coronal. Por medio de simulaciones numéricas en las que se incluyeron los efectos del flujo de calor, se encuentra que la conducción térmica en la zona de transición suministra energía y masa a estos jets aumentando también la magnitud del flujo de energía que transportan hacia la corona, modificando a su vez la morfología de estos, colimándola y aumentando su velocidad de propagación.Item Propagación de ondas magnetohidrodinámicas en la atmósfera solar(Universidad Industrial de Santander, 2020) Navarro Noguera, Anamaría; Lora Clavijo, Fabio Duván; González Villegas, Guillermo Alfonso; Ballester, José Luis; Vargas Domínguez, Santiago; Mikhailov, Ilia Davidovich; Orozco Ospino, Eduardo Alberto; Núñez de Villavicencio Martínez, Luis AlbertoUno de los problemas mas importantes en la física solar consiste en explicar el calentamiento de la úl-tima capa de su atmósfera, la corona solar. En este contexto es de gran utilidad el estudio de los posibles mecanismos que puedan suministrar energía desde la base de la atmósfera hacia capas superiores. Una manera de estudiar estos procesos es a través de simulaciones numéricas que modelen distintas dinámicas del plasma de la atmósfera solar, usualmente con códigos que resuelvan las ecuaciones de la magnetohidrodinámica. Esto ha impulsado la creación de distintos códigos que resuelvan este complejo sistema de ecuaciones no lineales. Por otra parte, para estudiar el transporte de energía en el contexto del problema del calentamiento de la corona es necesario considerar el efecto de procesos disipativos, los cuales agregan algunas dificultades adicionales al aplicar los métodos numéricos tradi-cionales. Por estas razones en esta tesis doctoral se construyó el código MAGNUS, para incluir en las ecuaciones de la magnetohodrodinámica la influencia de los efectos de disipación de energía relacionados con la resistividad y el flujo de calor. La eficiencia del código se comprobó por medio de la reproducción de distintas pruebas. Unas en el régimen ideal, otras para comprobar la implementación de la resistividad y el flujo de calor de manera independiente. Se estudiaron dos mecanismos que tienen relevancia dentro del contexto de la resolución del problema del calenta-miento de la corona, pues ambos aumentan el flujo de energía hacia las capas superiores de la atmósfera solar. El primer mecanismo corresponde a la emergencia de un blob de plasma en la cromosfera el cual es generado por los movimientos convectivos de granulación. Dicho blob magnético emerge desde la zona convectiva y se reconecta con las líneas de campo magnético del ambiente, en este proceso ocurre una transformación entre la energía magnética del sistema y la energías interna y cinética, y como resultado se produce una eyección de plasma caliente hacia las capas superiores en forma de jet. Se produce a su vez un notable incremento en la temperatura de la atmósfera y además el flujo de energía hacia las capas superiores se encuentra dentro del rango esperado por los modelos teóricos de balance de energía en la atmósfera solar. El segundo mecanismo analizado en la tesis consiste en determinar los efectos de la conducción térmica en la producción de tadpole jets cromosféricos, estos son jets fuertemente energéticos reciente-mente descubiertos alrededor de un bucle coronal. Por medio de simulaciones numéricas en las que se incluyeron los efectos del flujo de calor, se encuentra que la conducción térmica en la zona de transición suministra energía y masa a estos jets, aumentando también la magnitud del flujo de energía que transportan hacia la corona, modificando a su vez la morfología de estos, colimándola y aumentando su velocidad de propagación.