Relações de dispersão para distribuições arbitrárias em plasmas magnetizados : uma revisão crítica de métodos computacionais para análise de fenômenos em plasmas espaciais

Abstract

Este trabalho revisa métodos computacionais para análise de relações de dispersão em plasmas magnetizados com distribuições arbitrárias. Foram avaliados os códigos DSHARK e LEOPARD, focando em instabilidades do tipo firehose. O DSHARK mostrou precisão ao reproduzir resultados analíticos para distribuições bi-Maxwellianas e bi-Kappa, enquanto o LEOPARD exigiu modificações (como a inserção de deflação no método de Müller) para tratar distribuições discretizadas. Os resultados confirmaram que anisotropias (𝐶𝛽 > 1) e supratermalidade (𝜅 finito) amplificam instabilidades, com implicações para fenômenos em plasmas espaciais. Conclui-se que a combinação de métodos numéricos robustos e ajustes algorítmicos é essencial para avançar na modelagem de plasmas não-Maxwellianos.

This work reviews computational methods for analyzing dispersion relations in magnetized plasmas with arbitrary velocity distributions. The codes DSHARK and LEOPARD were evaluated, focusing on firehose instabilities. DSHARK demonstrated accuracy in reproducing analytical results for bi-Maxwellian and bi-Kappa distributions, while LEOPARD required modifications (e.g., deflation in the Müller method) to handle discretized distributions. Results confirmed that anisotropies (𝐶𝛽 > 1) and suprathermality (finite 𝜅) enhance instabilities, with implications for space plasma phenomena. It is concluded that combining robust numerical methods with algorithmic adjustments is crucial for advancing the modeling of non-Maxwellian plasmas.