Onderzoek naar de persistentie in ruimte en tijd van magnetische velden en versnellingsmechanismen van deeltjes in relativistische "collisionless" schokken met een nieuwe multi level multi domain implicit moment method PIC code.

Relativistische botsingsloze schokken komen voor in verschillende astrofysische omgevingen. Door het gebruik van enorme volledige deeltjessimulaties heeft het fysische begrip van dit probleem in de recente jaren een boost gekregen. In het bijzonder, het is nu duidelijk welke instabiliteiten zich ontwikkelen alsook hun betrokkenheid tot het genereren van sterke magnetische velden. Enkele fundamentele vragen, echter, zijn nog steeds onbeantwoord. Wat is de tijds- en ruimtelijke evolutie van deze magnetische velden?Ook, het mechanisme dat de deeltjes versnelt is een discussiepunt. Worden de deeltjes versnelt door de interactie met de instabiliteit, of eerder door Fermi-versnelling (verstrooiing over het schokfront)? Gezien volledige deeltjessimulaties erg veel rekentijd vereisen, zijn zelfs de grootste rekenclusters niet krachtig genoeg om een voldoende groot fysische domein op te lossen om deze vragen te beantwoorden. Het is ook mogelijk dat de aannames in de beschrijving van het plasma die in de huidige simulaties gemaakt worden belangrijke aspecten van de schok verhullen. Er wordt voorgesteld om voor dit project de Multi Level Multi Domein simulatiemethode, ontwikkeld door de sollicitant, te gebruiken om deze fundamentele fysische problemen te onderzoeken. De techniek laat toe om de rekenkost aanzienlijk te verminderen voor volledige deeltjessimulaties, wat betekent dat schoksimulaties gemaakt kunnen worden op een groter fysisch domein met meer realistische plasmacondities.

Trefwoorden:Implicit adaptive, Shock collisionless, Particle-In-Cell

Disciplines:Wiskundige analyse, Toegepaste wiskunde, Algemene wiskunde, Geschiedenis en grondbeginselen van de wiskunde, Andere wiskunde en statistiek