Mapa simplético aplicado ao estudo de cadeias de ilhas isócronas em plasmas de tokamaks

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Leal, Bruno Borges
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: cadeias isócronas; curvas shearless; isochronous chains; linhas de campo magnético; magnetic field lines; mapa simplético; shearless curves; symplectic map; tokamak
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-05052025-093427/

Um plasma, por ser constituído de cargas elétricas, pode ser confinado magneticamente. Até então, o confinamento que se tem mostrado mais eficiente é por meio de tokamaks, máquinas de formato toroidal que confinam o plasma através de um campo magnético resultante, em suma, da sobreposição de um campo magnético poloidal e um toroidal. Utilizamos um mapa simplético twist, versão discretizada de um sistema Hamiltoniano, para descrever uma configuração magnética capaz de gerar perturbações isócronas sobre uma mesma superfície magnética. A configuração considerada é dada pelo campo magnético de equilíbrio (campos magnéticos toroidal e poloidal) e por um campo magnético externo produzido por um limitador magnético ergódico. O limitador magnético ergódico é composto de pares de anéis e os anéis são formados por pares de fios com segmentos na direção toroidal e poloidal. A corrente elétrica que passa pelos fios gera o campo magnético perturbativo, responsável pela criação de ressonâncias, pela destruição de superfícies magnéticas e pelo eventual surgimento de caos. Com as ressonâncias isócronas, pudemos observar o surgimento de cadeias de ilhas isócronas, caracterizar o tipo de bifurcação que as originou e os modos de ressonância intermediários. Identificamos que, normalmente, o acoplamento de modos resulta no aparecimento de curvas shearless locais e que há certos padrões para o surgimento dessas curvas. Elas surgem sozinhas ou em pares; são robustas às perturbações, se determinadas por máximos locais do perfil do número de rotação interno, e tornam-se separatrizes, se determinadas por mínimos locais. Mostramos também que, devido ao aparecimento das curvas shearless internas, o transporte das linhas de campo magnético é afetado.