Transporte em sistemas hamiltonianos não Twists

• Processo: 10/00740-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2011
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2013
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas
• Pesquisador responsável: Iberê Luiz Caldas
• Beneficiário: Celso Vieira Abud
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 07/54000-0 - Dinâmica não-linear, AP.TEM
• Assunto(s): Plasma (estados da matéria) Tokamaks Sistemas hamiltonianos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bifurcação | Caos | plasma | Transporte | Caos em Sistemas Hamiltonianos

Resumo

A física de plasmas tem se desenvolvido desde a década de 50 estimulada pela perspectiva da geração de energia a partir da fusão termonuclear controlada. Um mecanismo promissor para o confinamento magnético é o Tokamak, que consiste de uma máquina toroidal de confinamento magnético do plasma, controlado a partir de campos magnéticos gerados por correntes nas espirais e pela corrente de plasma. Para o sucesso do experimento, é necessário superar algumas dificuldades que limitam o confinamento do plasma. Entre outras questões, os principais problemas são: o surgimento de instabilidade no plasma e o transporte anômalo de partículas que saem do plasma confinado e se dirigem para a parede do tokamak, o que faz com que o plasma perca energia e esfrie. Este projeto tem como objetivo investigar os efeitos dos perfis espaciais dos campos elétrico e magnético, sobre o transporte de partículas na borda do plasma confinado em Tokamaks. Neste domínio valem os modelos dinâmicos Hamiltoneanos que têm sido propostos para descrever as linhas de campos na borda do plasma. Consideraremos estes campos com perfis radiais não monotônicos, o que nos levará a um mapa padrão do tipo não twist na região do espaço de fase. Uma consequência da variação de parâmetros em sistemas dinâmicos é a possibilidade de ocorrer bifurcações - alterações topológicas abruptas - como a perda de estabilidade de um ponto fixo. Uma destas alterações é a transição para o caos global (em oposição ao caos presente apenas em estreitas faixas no espaço de fases). A transição para o caos global é importante por levar a um aumento acentuado do transporte. No projeto proposto, será investigada a transição para o caos global em mapas não twists obtidos de modelos com cisalhamento reverso (reversed shear). Nestes modelos o transporte é fortemente afetado por esta transição. Uma particularidade da transição em sistemas não twists é a robustez da barreira na região sem cizalhamento, e a influência desta barreira sobre o transporte, que persiste após a sua ruptura. Neste cenário há questões que ainda requerem uma investigação mais detalhada. Em especial a sequência de bifurcações que ocorrem com a variação de um parâmetro de controle e que afetam o transporte através da barreira quebrada. Uma aplicação importante desta investigação será a previsão das consequências deste cenário para o transporte caótico em tokamaks. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

VIEIRA ABUD, C.; CALDAS, I. L.. Onset of shearless magnetic surfaces in tokamaks. NUCLEAR FUSION, v. 54, n. 6, JUN 2014. (10/00740-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ABUD, Celso Vieira. Transporte em sistemas hamiltonianos não-twist. 2013. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI) São Paulo.