Programma del corso:

Campi elettrici e campi magnetici: Il campo elettromagnetico. Campo magnetico potenziale. Il potenziale elettrico scalare. Legge dell’induzione di Faraday. Campo magnetico di dipolo. Il campo magnetico interplanetario.

Fisica dei plasmi: Definizione di plasma. Concetto di temperatura di un plasma. Distanza schermo di Debye. Oscillazioni del plasma. Parametri caratteristici dei plasmi. Diffusione in un plasma. Descrizione cinetica dei plasmi. Funzione di distribuzione. Momenti della funzione di distribuzione. Equazione di Vlasov.

Teoria delle orbite: Fasce di radiazione (di Van Allen). Forza di Lorentz. Moto delle particelle e moto del centro di guida. Moto di una particella in un campo magnetico costante. Momento magnetico. Punti specchio. Invarianti adiabatici.

Equazioni della magnetoidrodinamica: Punti di vista Euleriano e Lagrangiano. Forze agenti su un fluido. Equazione di continuità. Equazione del moto. Equazione di conservazione dell’energia. Sistema di equazioni della MHD. Equazione dell’induzione. Numero di Reynolds magnetico. Decadimento del campo magnetico in assenza di moto. Evoluzione del campo magnetico in presenza di moto del fluido e con una conduttività infinita. Legge di conservazione del flusso magnetico. Legge del congelamento magnetico.

Riconnessione magnetica: Punti neutri. Current sheet. Modello di riconnessione di Sweet e Parker. Modello di Petschek. Instabilità tearing mode. Instabilità di coalescenza. Riconnessione magnetica in 3D.

C. Chiuderi & M. Velli: Fisica del Plasma: Fondamenti e applicazioni astrofisiche, Springer - Verlag, 2012
D.A. Gurnett & A. Bhattacharjee: Introduction to Plasma Physics, Cambridge University Press, 2005
E.N. Parker, Cosmical Magnetic Fields, Clarendon Press – Oxford, 1979
E. R. Priest : Solar magnetohydrodynamics, Reidel Publ. Co., Dordrecht, 1984
R.M. Kulsrud: Plasma Physics for Astrophysics, Princeton University Press, 2005