Simulações em Geant4 de processos nucleares em um plasma magneto-ativo durante explosões solares

Resumo

As emissões em raios gama e na faixa de frequências sub-THz oferecem uma oportunidade única para estudar os processos nucleares que ocorrem nas explosões solares. A análise dos espectros de emissão observados nessas faixas de frequências requer simulações complexas que, no entanto, ainda não são capazes de descrever as condições extremas dos ambientes das explosões solares. A proposta deste projeto para a Bolsa de Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE) é realizar uma modelagem detalhada para descrever o transporte de íons primários acelerados a altas energias (~MeV a ~GeV) durante as explosões solares e a produção e transporte de partículas secundárias, resultantes de interações nucleares entre os íons acelerados e os núcleos da atmosfera solar ambiente na presença de um campo magnético, bem como a consequente emissão de raios gama e radiação sincrotron na faixa de frequências de micro-ondas e sub-THz. Para isso, desenvolveremos uma estrutura para implementar simulações Monte Carlo sobre processos nucleares em um plasma magneto-ativo durante as explosões solares usando o kit de ferramentas Geant4. Os principais desafios do projeto serão a especificação dos processos físicos relevantes para as simulações, a seleção dos modelos físicos apropriados do GEANT4 e o desenvolvimento de um novo módulo para GEANT4 que permita incluir os efeitos de campos magnéticos realísticos utilizando a aproximação do guiding center. (AU)