CAOS EN EVOLUCIÓN NO LINEAL DE ONDAS DE ALFVÉN

ELASKAR, SERGIO; SÁNCHEZ-ARRIAGA, GONZALO; SANMARTÍN, JUAN

Mendoza, Argentina

Congreso; IX Reunión Internacional sobre Recientes Avances en Física y Mecánica de Fluidos y sus Aplicaciones - FLUIDOS 2006; 2006

Universidad Nacional de Cuyo y Asociación Física Argentina

Interacciones no lineales de ondas de Alfvén existen tanto para plasmas en el espacio como en laboratorios, con efectos que van desde calentamiento hasta conducción de corriente. Un ejemplo de emisión de ondas de Alfvén en ingeniería aeroespacial aparece en amarras espaciales. Estos dispositivos emiten ondas en estructuras denominadas “Alas de Alfvén”. La ecuación derivada no lineal de Schrödinger (DNLS) posee la capacidad de describir la propagación de ondas de Alfvén de amplitud finita circularmente polarizadas en un plasma frío. En esta investigación, dicha ecuación es truncada con el objetivo de explorar el acoplamiento coherente, débilmente no lineal y cúbico de tres ondas cerca de resonancia. De las tres ondas, una es linealmente inestable y las otras dos son amortiguadas. Por medio de la utilización de este modelo se genera un flujo 4D formado por tres amplitudes y una fase relativa. En un  trabajo previo se analizó la transición dura hacia caos en flujos 3D (Sanmartín, et al. Physics of Plasmas, 11(5): 2026-2035, 2004). Se presenta en este artículo un análisis teórico y numérico del comportamiento del sistema cuando la tasa de crecimiento de la onda inestable es muy próxima a cero y considerando amortiguamiento resistivo y de Landau, es decir se satisface relaciones cuadrática y lineal respectivamente entre amortiguamientos y números de onda. Se ha verificado que sin importar cuan pequeña es la tasa de crecimiento de la onda inestable existe un dominio paramétrico, en el espacio de fase, donde aparecen oscilaciones caóticas que están ausentes para una tasa de crecimiento nula. Además se ha encontrado que para el caso de polarización a la derecha la DNLS presenta dinámica caótica cuando se hace un truncamiento con sólo 3 modos. Esto contradice los resultados existentes en la literatura en donde no se detectó caos al hacer tal análisis y se llegó a la conclusión de que debían existir un mínimo de 7 modos para tener este comportamiento. Finalmente se destaca que en función de que parámetro de control se modifica se han encontrado tres rutas hacia dinámica caótica: transición dura, secuencias de doblado de período e intermitencia tipo I.