Presentación del grupo 8162 - 2011-2.

Horario: Lunes y Viernes de 18:00 a 20:00 hrs. en el Salón de Seminarios del Segundo Entrepiso del Instituto de Ciencias Nucleares, UNAM.

La física de plasmas, o de gases ionizados, es de importancia primordial en el contexto de astrofísica, ciencias espaciales, el desarrollo de reactores de fusión nuclear controlada y diversas aplicaciones industriales. La gama de temperaturas y densidades de los plasmas es tan variada, que podría decirse que el 99% del universo observable se encuentra en estado de plasma, lo cual hace el estudio de esta materia de gran interés en astrofísica. El estudio de los plasmasrequiere conocimientos de electrodinámica, hidrodinámica, física estadística, y motiva interesantes problemas de dinámica no lineal, tales como el caos hamiltoniano y los solitones. La naturaleza no lineal inherente a los plasmas, ha provocado que la física computacional asociada a ellos cobre cada día mayor relevancia. Todo esto hace de la física de plasmas un área sumamente formativa. ObjetivoIniciar al estudiante en los conceptos básicos, modelos fundamentales y nomenclatura comúnmente empleados en el campo de la física de plasmas. En la construcción de los modelos, el estudiante debe familiarizarse con el alcance y las aproximaciones involucrados en cada uno de ellos. De este modo, se pretende que el estudiante pueda continuar con cursos especializados en el área de su interés, que pueden ser los plasmas astrofísica, ciencias espaciales, de fusión, nuclear controlada, o industriales.Requisitos:Electromagnetismo y Cálculo IV.Fecha para fijar horario: Miércoles 2 de febrero a las 17:00 hrs.Lugar: Salón de Seminarios del Segundo entrepiso, Instituto de Ciencias Nucleares(Junto a la Facultad de Ciencias, UNAM)Para mayor información, favor de enviar un mensaje a <herrera@nucleares.unam.mx>

Temario

1. Introduccióna los plasmas clásicos (6horas). Plasmas en la naturaleza.
Definición de plasmas.
Concepto de temperatura.
Apantallamiento de Debye.
Parámetro de plasma.
Criterios que debe cumplir el plasma. 2. Movimiento de partícula independiente (12 horas). Deriva E´B.
Deriva ÑB
Deriva por curvatura.
Deriva por polarización.
Momento magnético.
Invariantes adiabáticos.
Fuerza ponderomotriz.
3. Modelos de plasma (18 horas). El modelo cinético (Ecuación de Vlasov).
Ecuaciones de multifluídos como momentos de la ecuación de Vlasov.
Ecuaciones magnetohidrodinámicas (MHD) como aproximación de las ecuaciones de multifluidos.
Forma conservativa de las ecuaciones MHD y constricciones magnetohidrodinámicas.Números de Reynolds, Reynolds magnético y Péclet.Consecuencias de la aproximación MHD; Difusiónvs congelamiento del campo magnético.4. Ondas en el modelo de fluidos (18 horas).Constante dieléctrica de un plasma fluido sin campo (E=B=0).
Oscilación de plasma.
Ondas de espacio - carga en plasmas calientes.
Ondas planas en plasmas fríos.
Reflexión de ondas electromagnéticas por un plasma.
Método de transmisión de microondas para medir propiedades del plasma.
Tensor dieléctrico de un plasma frío magnetizadoe(w).
Ondas planas que propagan paralela y perpendicularmente al campo magnético en un plasma frío magnetizado. (Resonancias, frecuencias de corte y casos límite. Rotación de Faraday. Ondas de Alfvén y magnetoacústicas).Ondas acústicas de ionesno lineales (Deducción de la ecuación de las ecuaciones de Burgers y de Korteweg de Vries. Transformación de Cole-Hopf en el primer caso y solución de onda solitaria en el último). Inestabilidades paramétricas.5. Equilibrio magnetohidrodinámico (18 horas). Ecuación de equilibrio.
Principio variacional y estados de equilibrio.
Teorema del virial.Campos libres de fuerza (Ñ´B=lB) en plasmas de astrofísica y del laboratorio. Construcción de soluciones para el caso en que l es escalar. Ecuación de Grad-Shafranov para el equilibrio toroidal. Métodos de solución.Bibliografía básica

Boyd, T.J.M. andSanderson, The Physics of Plasmas. Cambridge University Press, 2003.Goldstone, R.J., Rutherford, P.H., Introduction to plasma physics, Institute of Physics Publ., Bristol, 1995. Nicholson, D.R., Introduction to plasma theory, Wiley, N.Y., 1983. Schmidt, G., Phyisics of high temperature plasmas, Academic Press, N.Y., 1979.Chen, F.F., Introduction to Plasma Physics, Plenum Press, N.Y., 1982.Bibliografía complementaria

Krall, N.A., Principles of plasma physics, McGraw Hill, N.Y., 1973.Miyamoto, K., Plasma physics for nuclear fision, MIT Press, Cambridge Mass., 1989. Bateman, G., MDH Insabilities, MIT Press, Cambridge Mass., 1980. Golant, V.E., Shilinsky A.P., Sharkarov, I.E. and Sanborn, C. Brown, Fundamentals of plasma physics, Wiley, N.Y., 1977.

Stacey, W.M. Fusion Plasma Analysis, Wiley, N.Y., 1981.

Wilhelmsson, H. Fusion:A Voyage Through the Plasma Universe, Institute of Physics, Bristol, 2000.