FISICA DEI PLASMI
(Prof. Pegoraro)
A.A. 1999/2000
a)
Introduzione qualitativa alla fenomenologia di un plasma.
Individuazione dei parametri di rilievo, individuazione delle
proprieta'
dinamiche (non localita', non linearita' etc) e statistiche di un
plasma (gas perfetto, assenza di equilibrio termodinamico locale etc,
necessita' di una descrizione cinetica invece che fluida).
Individuazione dei problemi sperimentali attualmente di rilievo ed
indicazione del grado di comprensione raggiunto. Cenni sulle
principali applicazioni: fisica dello spazio, fusione termonucleare,
interazione laser-materia.
b)
Cenni di meccanica analitica in rapporto al moto di particelle in
campi elettromagnetici variabili e non uniformi, approssimazione
adiabatica, invarianti adiabatici, introduzione all'uso di sviluppi
asintotici.
c)
Proprieta' statistiche di un plasma in condizioni di
equilibrio termodinamico locale. Parametro di plasma, funzioni di
correlazione, campo medio e collisioni, frequenza di collisione.
d)
Descrizione della dinamica di un plasma di non-equilibrio. Equazioni
cinetiche di un plasma (applicazione del teorema di Liouville,
equazione di Vlasov e sue soluzioni, teorema di Jeans , il problema
dell'autoconsistenza, contrasto con l'equazione di Boltzmann,
approssimazioni dell'equazione di Vlasov, equazioni collisionali,
equazione di Fokker-Planck).
e)
Equazioni dei momenti (cosiddette equazioni fluide) il problema
della chiusura della gerarchia delle equazioni dei momenti derivate
dall'equazione di Vlasov, chiusure fluide come sviluppi asintotici in
parametri differenti dal rapporto tra il libero cammino medio e le
dimensioni caratteristiche del sistema.
f)
Equazioni magneto-idrodinamiche e loro applicazioni. Discussione dei
diversi domini di validita' delle descrizioni sovraelencate.
g)
Esempi: propagazione di onde elettromagnetiche, elettrostatiche e
magnetostatiche in un plasma, esaminate nell'ambito delle diverse
descrizioni.
h)
Discussione dei fenomeni prettamente cinetici: dissipazione senza
collisioni ("phase mixing") , la risonanza di Landau ed il fenomeno
delle eco cinetiche. (Relazione tra i modi normali di un plasma alla
Van Kampen e alla Landau, equivalenza delle due formulazioni
asintoticamente nel tempo
i)
Stabilita' problema della stabilita' delle soluzioni stazionarie
dell'equazione di Vla-sov. Esempi presi da problematiche di astrofisica e/o
plasmi di laboratorio (instabilita' cinetiche, fluide, in plasmi disomogenei)
teoria lineare e cenni di teoria non lineare. (instabilita' parametriche).
Coefficienti di trasporto; non validita' della trattazione in termini di
interazioni binarie (collisioni). Ruolo delle eccitazioni collettive
(instabilita') sulle proprieta'di trasporto.
l)
Stabilita' magnetoidrodinamica ed uso del funzionale dell'energia.