Determinación y parametrización de propiedades radiativas de plasmas para la simulación y análisis de experimentos de Astrofísica de Laboratorio

Abstract

La Astrofísica de Laboratorio es un tópico de investigación muy relevante ya que posibilita la realización de experimentos controlables y repetibles que permiten estudiar fenómenos astrofísicos en el laboratorio, experimentos que, además, sirven de testeo para mejorar modelos y códigos numéricos usados para simular plasmas. Sin embargo, es cierto que, aunque existen en la bibliografía simulaciones hidrodinámicas (macroscópicas) de plasmas de experimentos de Astrofísica de Laboratorio, existe un vació en el estudio y análisis de las propiedades microscópicas de estos plasmas, lo que ha motivado, especialmente, la realización de esta Tesis Doctoral. Por tanto, su objetivo primordial es la simulación, análisis y estudio de propiedades microscópicas de plasmas típicos de los experimentos de Astrofísica de Laboratorio. Con este propósito, se extendió el modelo colisional-radiativo ya disponible para contemplar situaciones relevantes en estos experimentos en los que el tiempo y los plasmas multicomponentes son esenciales. Esto llevó a la generación de un código de parametrización de propiedades radiativas medias de plasmas mono y multicomponentes (integrado en interfaz de usuario). Se realizó una caracterización microscópica y se desarrollaron estudios de inestabilidades por enfriamiento radiativo para plasmas de diferentes elementos y condiciones típicos en estos experimentos. Por último, se aplicaron los desarrollos realizados para la simulación, estudios y análisis de experimentos. Por último, se aplicaron los desarrollos realizados para la simulación, estudio y análisis de experimentos concretos. En particular un blast wave radiativo generado por un láser en xenón que emula las ondas de choque en un Remanente de Supernova, y un jet de aluminio que se puede propagar en vacío o en argón generado por un dispositivo de petencia pulsada y que simula un objeto Herbig-Haro.