Bifurcações e controle de caos na interação onda-partícula

Resumo

Neste projeto, considera-se a interação entre partículas carregadas e ondas eletrostáticas, e é realizado um estudo sobre a aceleração regular de partículas que ocorre nas ilhas de ressonância. A aceleração regular de partículas é fortemente influenciada pela presença de caos no espaço de fases que destrói trajetórias regulares. Neste projeto, são investigados novos métodos capazes de controlar o caos com um baixo custo energético, como parte de uma colaboração com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Para feixes de baixa densidade, são analisados métodos que atuam localmente no espaço de fases, pois eles podem ser mais eficientes quando requerem menos energia para serem implementados. No caso de feixes de alta densidade, são utilizados métodos capazes de controlar o caos na dinâmica do envelope do feixe. Outro objetivo deste projeto é ampliar a colaboração entre as Universidades de São Paulo e Aix-Marseille, França. Através desta colaboração, é analisada a dinâmica de feixes de elétrons para um melhor entendimento da interação onda-partícula, o que inclui a validação de códigos numéricos e modelos analíticos, e o desenvolvimento de novos modelos mais robustos para descrever efeitos autoconsistentes. Além de controlar o caos e os efeitos autoconsistentes, são analisadas as perturbações que atuam no sistema e sua superposição para determinar como os parâmetros mudam a configuração do espaço de fases, especialmente no que diz respeito à quantidade e à posição das cadeias de ilhas nas quais as partículas são aceleradas. Também são consideradas as sucessivas bifurcações isócronas que alteram o número de cadeias de ilhas e desempenham um papel fundamental na dinâmica do sistema.