Impacto del efecto Hall y la difusión ambipolar en la tasa de reconexión magnética y la distribución de energía en la magnetocola terrestre

Landinez Rangel, Gabriela

Impacto del efecto Hall y la difusión ambipolar en la tasa de reconexión magnética y la distribución de energía en la magnetocola terrestre

dc.contributor.advisor	Lora Clavijo, Fabio Duvan
dc.contributor.author	Landinez Rangel, Gabriela
dc.contributor.evaluator	Flórez Torres, Manuel Alberto
dc.contributor.evaluator	Sanabria Gómez, José David
dc.date.accessioned	2023-03-10T16:37:35Z
dc.date.available	2023-03-10T16:37:35Z
dc.date.created	2023-03-10
dc.date.issued	2023-03-10
dc.description.abstract	Los procesos físicos que ocurren en la magnetosfera terrestre determinan cómo la masa y la energía del Sol afectan la Tierra, por lo que el estudio de la magnetosfera y su interacción con el viento solar es fundamental para comprender y predecir el clima espacial. Parte de esta interacción ocurre a través del proceso de reconexión magnética que se da en la magnetocola terrestre, donde el valor de la tasa de reconexión es una cantidad de interés debido a su relación con las perturbaciones geomagnéticas. Sin embargo, existe un problema abierto en torno al tema, pues se desconoce el fenómeno responsable de que la tasa tenga un valor del orden de 0.1. En el presente trabajo se realiza una comparación sistemática de simulaciones con efecto Hall y difusión ambipolar, con el fin de determinar su impacto en el valor de la tasa de reconexión. Las simulaciones numéricas son obtenidas a partir de la inclusión y modificación de subrutinas en MAGNUS, un código magnetohidrodinámico con el cual se estudian cuatro casos: resistivo, resistivo+Hall, resistivo+ambipolar, resistivo+Hall+ambipolar. Los resultados de esta tesis muestran que, para el modelo propuesto en el Geospace Environmental Modeling reconnection challenge, la presencia del efecto Hall produce un aumento significativo del flujo reconectado. La difusión ambipolar produce aumentos en el flujo respecto al caso únicamente resistivo, pero no tan grandes como los obtenidos con el efecto Hall. Finalmente, los cuatro casos de simulación se estudian usando otro modelo con magnitudes físicas características de la magnetocola terrestre. Allí las tasas de reconexión alcanzan valores cercanos a 0.1 para el caso resistivo+Hall+ambipolar seguido del resistivo+Hall, indicando que el efecto Hall es fundamental para obtener tasas con este valor, pero que también la difusión ambipolar juega un papel relevante.
dc.description.abstractenglish	Physical processes that occur in the Earth's magnetosphere determine how the mass and energy of the Sun affect the Earth, therefore, the study of the magnetosphere and its coupling with the solar wind is crucial to understand and predict space weather. Part of this interaction occurs through the magnetic reconnection process that takes place in the Earth's magnetotail, where the value of the reconnection rate is a quantity of interest due to its relationship with geomagnetic disturbances. However, there is an open problem regarding this topic, as the phenomenon responsible for the reconnection rate having a value of the order of 0.1 is still unknown. In this study, a systematic comparison of simulations with the Hall effect and ambipolar diffusion is performed to determine their impact on the reconnection rate value. The numerical simulations are obtained by implementing and modifying subroutines in MAGNUS, a magnetohydrodynamic code in which four cases are studied: resistive, resistive+Hall, resistive+ambipolar, resistive+Hall+ambipolar. The results of this thesis show that, for the model proposed in the Geospace Environmental Modeling reconnection challenge, the presence of the Hall effect produces a significant increase in the reconnected flow. Ambipolar diffusion produces an increase in flux with respect to the solely resistive case, but they are not as large as those obtained with the Hall effect. Finally, the four simulation cases are studied using another model with characteristic physical magnitudes of the magnetotail. The reconnection rates reach values close to 0.1 for the resistive+Hall+ambipolar case followed by the resistive+Hall case, indicating that the Hall effect is essential to obtain rates of 0.1, but that ambipolar diffusion also plays a relevant role.
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/20.500.14071/12490
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	Clima espacia
dc.subject	Magnetohidrodinámica
dc.subject	Reconexión magnétic
dc.subject	Efecto Hal
dc.subject	Difusión ambipolar.
dc.subject.keyword	Space weathe
dc.subject.keyword	Magnetohydrodynamic
dc.subject.keyword	Magnetic reconnectio
dc.subject.keyword	Hall effec
dc.subject.keyword	Ambipolar diffusion
dc.title	Impacto del efecto Hall y la difusión ambipolar en la tasa de reconexión magnética y la distribución de energía en la magnetocola terrestre
dc.title.english	Impact of Hall effect and ambipolar diffusion on the magnetic reconnection rate and energy distribution in the Earth’s magnetotail
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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