Efecto de los procesos de ionización y recombinación en la dinámica de la Inestabilidad de Rayleigh-Taylor en la magnetósfera terrestre

López Noguera, Dana Valentina

Efecto de los procesos de ionización y recombinación en la dinámica de la Inestabilidad de Rayleigh-Taylor en la magnetósfera terrestre

dc.contributor.advisor	Lora Clavijo, Fabio Duván
dc.contributor.author	López Noguera, Dana Valentina
dc.contributor.evaluator	Rodríguez Ruiz, José Fernando
dc.contributor.evaluator	Nieto Guerrero, Carlos Mauricio
dc.date.accessioned	2023-03-16T16:32:50Z
dc.date.available	2023-03-16T16:32:50Z
dc.date.created	2023-03-15
dc.date.issued	2023-03-15
dc.description.abstract	El estudio de la Inestabilidad de Rayleigh-Taylor es fundamental, debido a que se presenta en diversos contextos astrofísicos, como la interfase entre la corona y las prominencias solares; y también porque distorsiona las líneas de campo magnético y amplifica la magnitud del mismo. Esto último es clave para el desarrollo de mecanismos de predicción y posible prevención del clima espacial. Ya que el parámetro que mide el nivel de intensidad de las tormentas solares es el grado de deformación de las líneas de campo, el cual se conoce como el índice $k_p$. Con tal motivo, en este trabajo de grado se analizó el efecto que tienen los términos de colisiones, en particular los asociados a la recombinación y a la ionización, sobre la dinámica de la inestabilidad de RT en la magnetósfera terrestre. Entonces, se estudió el desarrollo de la IRT en un plasma totalmente ionizado y en uno parcialmente ionizado con choques elásticos e inelásticos. Así, se caracterizó el efecto que tienen los dos tipos de interacciones sobre la dinámica del fenómeno. Esto se hizo a través de un análisis energético y morfológico de cada sistema, donde se midió la amplificación del campo magnético, el nivel de distorsión de las líneas de campo y otras magnitudes, como la densidad o las tasas de colisión. Se encontró que la energía magnética crece junto con las frecuencias de choque, ya sean elásticas o inelásticas. Mientras que, en el caso de las inelásticas, se generan oscilaciones del campo en el tiempo, esto como consecuencia de las variaciones en la densidad del fluido cargado. Finalmente, se modeló la inestabilidad en la magnetocola, donde se estudio la influencia de los procesos de intercambio de masa en su dinámica. Asimismo, se corroboraron las mediciones tomadas de la simulación con las de diferentes subtormentas magnetosféricas, donde se determinó que los datos computacionales encajan correctamente con las observaciones.
dc.description.abstractenglish	The study of Rayleigh-Taylor instability is essential because it occurs in various astrophysical contexts, such as the interface between the corona and solar prominences, and because it distorts magnetic field lines and amplifies their magnitude. This last aspect is crucial for the development of prediction mechanisms and possible prevention of space weather. Since the parameter that measures the level of intensity of solar storms is the degree of deformation of the field lines, which is known as the $k_p$ index, this thesis analyzes the effect that collision terms, particularly those associated with recombination and ionization, have on the dynamics of RT instability in the Earth's magnetosphere. Therefore, the development of IRT in a fully ionized plasma and a partially ionized one with elastic and inelastic collisions was studied, characterizing the effect that the two types of interactions have on the dynamics of the phenomenon through an energetic and morphological analysis of each system, where the amplification of the magnetic field, the level of distortion of the field lines, and other magnitudes, such as density or collision rates, were measured. It was found that magnetic energy increases along with shock frequencies, whether they are elastic or inelastic. In the case of inelastic collisions, field oscillations over time are generated, as a consequence of variations in the density of the charged fluid. Finally, instability in the magnetotail was modeled, studying the influence of mass exchange processes on its dynamics. The measurements taken from the simulation were corroborated with those of different magnetospheric substorms, determining that the computational data fit correctly with the observations.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Físico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12613
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Física
dc.publisher.school	Escuela de Física
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Inestabilidad de Rayleigh-Taylor (IRT)
dc.subject	Magnetohidrodinámica (MHD)
dc.subject	Clima especial
dc.subject	Magnetósfera
dc.subject.keyword	Rayleigh-Taylor Instability
dc.subject.keyword	Magnetohydrodynamics
dc.subject.keyword	Space Weather
dc.subject.keyword	Magnetosphere
dc.title	Efecto de los procesos de ionización y recombinación en la dinámica de la Inestabilidad de Rayleigh-Taylor en la magnetósfera terrestre
dc.title.english	Effect of Ionization and Recombination Processes on the Dynamics of Rayleigh-Taylor Instability in the Earth's magnetosphere
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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