Simulace šíření elektromagnetických vln v magnetosférickém plazmatu

Abstract

Práce se zabývá studiem šíření elektromagnetických vln v magnetosferickém plasmatu, zejména simulacemi metodou sledování paprsku (ray tracing) a zmiňuje některé implementace této metody z dřívějšího výzkumu. Jsou zde shrnuty elementární poznatky z teorie vln v plasmatu, představena problematika dispersní relace pro horké plasma a uveden přehled existujících přístupů při výpočtu dielektrického tensoru horkého plasmatu. Dále jsou uvedeny některé z používaných semi-empirických modelů parametrů magnetosferického plasmatu. Nakonec je v práci představen program NPR, který implementuje metodu sledování paprsku pro model studeného a nerelativistického horkého plasmatu.

This work deals with simulations of wave propagation in magnetospheric plasmas, particularly with numerical ray tracing. It mentions some of the earlier ray tracing implementations that were used in studies of wave propagation in Earth's magnetosphere. The most important parts of linear plasma wave theory are outlined. Some of the existing numerical methods for solving the hot plasma dispersion relation are described. A new ray tracing program, NPR, is presented. It is capable of ray-tracing simulations in cold plasmas and also in non-relativistic hot plasmas via the WHAMP procedure.