Física básica del plasma espacial (tercera edición)

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Título original:

Basic Space Plasma Physics (Third Edition)

Contenido del libro:

Este libro de texto describe el entorno plasmático de la Tierra desde el movimiento de una sola partícula en campos electromagnéticos, con aplicaciones a la magnetosfera terrestre, hasta la generación de ondas plasmáticas y la interacción onda-partícula. Se tratan en detalle el origen y los efectos de las colisiones y las conductividades, así como la formación de la ionosfera, el origen de la convección magnetosférica y la dinámica magnetosférica en el acoplamiento viento solar-magnetosfera, la evolución de las tormentas magnetosféricas, las subtormentas aurorales y los fenómenos aurorales de diversa índole.

La segunda mitad del libro presenta los fundamentos teóricos de la física del plasma espacial, desde la teoría cinética del plasma hasta la formación de las ecuaciones de momento y la derivación de la teoría magnetohidrodinámica de los plasmas. Se dilucida la validez de esta teoría y se presenta con más detalle la teoría de los dos fluidos. A continuación, se analizan brevemente las fronteras de fluidos, con la magnetopausa terrestre y el arco de choque como ejemplos.

El énfasis principal se pone en la presentación de la teoría de fluidos y ondas cinéticas, derivando los modos de onda relevantes en un plasma espacial a alta temperatura. La inestabilidad del plasma es el tema más importante en todas las aplicaciones y se discute por separado, incluyendo una sección sobre fluctuaciones térmicas.

Estas teorías se aplican a los problemas más interesantes de la física del plasma espacial, la reconexión sin colisión y las ondas de choque sin colisión, y se proporcionan referencias. El Apéndice incluye los desarrollos más recientes en la teoría de las distribuciones estadísticas de partículas en el plasma espacial, la distribución Kappa, etc, incluyendo también una sección sobre turbulencia del plasma espacial y haciendo hincapié en los nuevos desarrollos observacionales con una derivación dimensional del espectro de Kolmogorov, que puede ser instructiva para el estudiante que pueda preocuparse por su origen.

El libro termina con una sección sobre climatología espacial, meteorología espacial y tiempo espacial, un nuevo campo de aplicación de la física del plasma espacial que es de vital interés cuando se consideran los posibles peligros para la civilización desde el espacio.