Estudio numérico de corrientes laminares magnetohidrodinámicas relativistas en un fluido polarizado magnéticamente
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Date
2021
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La reconexión magnética es un mecanismo natural de conversión de energía que toma lugar en fluidosconductores tales como plasmas. Este proceso transforma la energía magnética del sistema en energía cinética o enenergía térmica. Por lo tanto, este mecanismo ha sido propuesto para explicar las elevadas temperaturas y grandescantidades de energía emitidas en varios sistemas de interés astrofísico. Diferentes modelos teóricos apuntan a quelas corrientes laminares pueden desencadenar el fenómeno de reconexión, lo cual hace que su estudio sea de vitalimportancia para la astrofísica de altas energías. Adicionalmente, simulaciones numéricas han mostrado que la polarización magnética del plasma puede ser relevante en sistemas con presencia de campos magnéticos intensos. Debidoa lo anterior, en el presente trabajo se empleó el formalismo de la Magnetohidrodinámica Resistiva en RelatividadGeneral (GRRMHD) para obtener una primera aproximación a los efectos introducidos por la polarización magnéticaen el proceso de Reconexión. Para llevar a cabo este propósito, esta tesis muestra por primera vez el sistema de ecuaciones correspondiente a la GRRMHD con polarización electromagnética, el cual fue escrito en forma conservativaempleando la formulación de Valencia. Este sistema de ecuaciones fue implementado en el código CAFE considerando un espaciotiempo de Minkowski y polarización eléctrica nula. Esto convierte a CAFE en el primer código queresuelve las ecuaciones de la RRMHD con polarización magnética para materiales lineales e isótropos. Finalmente, sepresentan las simulaciones de Reconexión Magnética considerando como dato inicial una corriente laminar de Harris.Se muestra que la energía magnética disipada será mayor para el caso diamagnético y menor en el paramagnéticorespecto al fluido no polarizado. Sin embargo, las energías cinética e interna específica presentan valores mayores en el caso diamagnético y valores menores en el caso paramagnético comparado con fluido no polarizado.
Description
Keywords
Reconexión magnética, Corrientes laminares, Magnetohidrodinámica resistiva, Polarización magnética, Descomposición 3 + 1 de la Relatividad General.