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Spacecraft

Modelaje de Partículas

Construir un mundo en un computador
Una forma de estudiar los plasmas es construir un modelo de computador que simule el movimiento de las partículas cargadas individuales. Conocemos las ecuaciones que nos dicen cómo se mueven las partículas en campos eléctricos y magnéticos. Y conocemos las ecuaciones que nos dicen qué campos eléctricos y magnéticos son creados por el movimiento de partículas cargadas. Así que, en teoría, puedes escribir un programa de computación que reúne todos estos elementos y recrea un ambiente como la magnetosfera, pero dentro de un computador.

Una receta
La forma en que esto funcionaría es la siguiente:

  1. Comienza con un conjunto de campos magnéticos y eléctricos.
  2. Elige una partícula. Calcula las fuerzas sobre ésta desde todos los campos eléctricos y magnéticos, luego desplázala un poco hacia delante en el tiempo. Es decir, escoge una cantidad breve de tiempo (mientras más breve mejor), calcula el cambio en su velocidad debido a los campos sobre ese tiempo, y luego supón que se moverá en una línea recta a una velocidad constante durante ese tiempo.

    Este “salto de tiempo” es importante. Hacerlo más pequeño hace que la simulación sea más precisa, pero también la hace más lenta. Es un poco como aproximar un círculo con muchas líneas rectas cortas. Puedes aproximar el círculo con cuatro líneas rectas rápidamente, pero parecerá como un cuadrado. Puedes aproximarlo con 1000 líneas rectas y se parecerá mucho a un círculo, pero también tomará mucho más tiempo dibujarlo.
  3. Repite ese paso para cada partícula en el sistema
  4. Ahora que has cambiado la posición y velocidad de todas las partículas, recalcula todos los campos eléctricos y magnéticos que resultan de las corrientes eléctricas de las partículas que se mueven
  5. Repetir.