Cuando la hidrodinámica y la electrodinámica se encuentran: uno de los problemas más complejos y fascinantes de la física contemporánea
Resumen
La fisica de plasmas ha sido un tema central en la ciencia por décadas. El rango de aplicaciones actuales, en desarrollo y proyectadas a futuro es extraordinario. El formalismo matemático que involucra la descripción de este tipo de sistemas es elegante y al mismo tiempo elusivo. Dicho modelo involucra la hidrodinámica y el electromagnetismo y ha podido ser tratado en su forma completa únicamente utilizando métodos numéricos. Se han podido obtener soluciones analíticas solo para casos particulares, introduciendo varias aproximaciones. Sin embargo, el problema desde el punto de vista matemático se comprende a cabalidad y las ecuaciones pueden ser escritas de forma completa incluyendo todos los mecanismos de disipación. Estos temas pueden ser estudiados de forma independiente por estudiantes avanzados y también abordados en cursos de fisica de nivel intermedio. La teoría cinética constituye una base teórica para las ecuaciones de los :fluidos así como un método robusto para establecer las ecuaciones constitutivas que de otro modo deben ser planteadas desde el punto de vista fenomenológico o basándose en evidencia experimental. El presente trabajo sugiere la inclusión de este tema en cursos de física intermedios y avanzados, motivando primeramente el tópico a través de una breve descripción de algunas aplicaciones útiles e interesantes. Posteriormente, se explica de una forma esquemática la descripción matemática del fluido cargado incluyendo todos los efectos disipativos, los cuales tienen sustento en la teoría cinética. Se muestran y describen las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en presencia de todos los efectos disipativos y finalmente se incluyen algunas conclusiones junto con la invitación a jóvenes científicos a acercarse a este fascinante tema.
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Citas
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