Matemáticos desarrollan nuevas clases de soluciones de sistemas de dinámica estelar

 

Las ecuaciones de Vlasov-Poisson describen muchos fenómenos físicos importantes, como la distribución de partículas gravitantes en el espacio interestelar, la cinética del plasma a alta temperatura y el efecto de amortiguación de Landau. Un equipo conjunto de científicos del Instituto de Matemáticas de la Universidad RUDN y el Instituto de Matemáticas de la Universidad de Munich sugirió un nuevo método para obtener soluciones estacionarias para un sistema de ecuaciones de Vlasov-Poisson en un caso tridimensional. Crédito: Universidad RUDN

Las ecuaciones de Vlasov-Poisson describen muchos fenómenos físicos importantes como la distribución de partículas gravitantes en el espacio interestelar, la cinética del plasma a alta temperatura y el efecto de amortiguación de Landau. Un equipo conjunto de científicos del Instituto de Matemáticas de la Universidad RUDN y el Instituto de Matemáticas de la Universidad de Munich sugirió un nuevo método para obtener soluciones estacionarias para un sistema de ecuaciones de Vlasov-Poisson en tres di

caso mensional. Las soluciones obtenidas describen los fenómenos de la dinámica estelar. Los resultados del estudio se publicaron en la revista Doklady Mathematics.

La física moderna distingue entre cuatro tipos principales de interacciones. La física de partículas elemental cubre las interacciones fuertes y débiles, el electromagnetismo se estudia mediante la electrodinámica y los sistemas con interacción gravitacional entran en el ámbito de una rama especial de la física llamada dinámica gravitacional. En la escala espacial, los campos gravitacionales juegan un papel clave. Un dominio de estudio dentro de la dinámica gravídica se llama dinámica estelar.

"Hemos considerado un sistema estacionario tridimensional de las ecuaciones de Vlasov-Poisson sobre la función de distribución de la materia gravitante, la densidad local y el potencial newtoniano, y hemos desarrollado un nuevo método para obtener soluciones estacionarias esféricamente simétricas. Este fue el resultado de nuestro fructífero colaboración con los renombrados científicos alemanes J. Batt y E. Joern ", dijo Alexander Skubachevskii, D Sc en Física y Matemáticas, y Director del Instituto Matemático Nikolskii de la Universidad RUDN.

El movimiento y la interacción de múltiples partículas en campos gravitacionales, eléctricos y electromagnéticos se describen utilizando las ecuaciones que fueron desarrolladas por el eminente físico soviético Anatoly Vlasov. Modelan la dinámica y la distribución estacionaria de un sistema de partículas en vista de la influencia de un campo autoconsistente. La ecuación de Vlasov-Poisson para un sistema de partículas gravitantes consiste en la ecuación de Poisson que cubre el potencial gravitacional y la ecuación de Vlasov que cubre la función de distribución de densidad en partículas interconectadas. Inicialmente se suponía que el modelo de Vlasov describía la dinámica de los gases de electrones. El modelo ve los procesos en plasma no como una serie de colisiones entre partículas individuales, sino como un sistema simplificado en el que las partículas interactúan a través de un campo, y el campo, a su vez, se correlaciona con la función de distribución de densidad de partículas. Por lo tanto, las ecuaciones de Vlasov a veces se denominan ecuaciones con un campo autoconsistente. Junto con sus colegas alemanes, el matemático de la Universidad RUDN estableció el teorema de la capacidad de expansión, es decir, demostró cómo debería verse la función de densidad local para que pueda complementarse con una solución estacionaria esféricamente simétrica del sistema Vlasov-Poisson.