Nuevos formalismos de fluidos para plasmas relativistas y plasmas cuçanticos relativistas

Abstract

En esta tesis se estudian modelos de fluidos para plasmas termales considerando efectos relativistas y cuánticos relativistas de sus constituyentes. Para plasmas relativistas con temperatura, estudiamos la propagación de ondas electromagnéticas circularmente polarizadas de amplitud finita y sus decaimientos paramétricos en plasmas de electrones-positrones. Además la segunda cuantización de los campos electromagnéticos lleva a un nuevo entendimiento de la interacción de los fotones en el plasma como si fueran partículas masivas y cargadas. Para incluir los efectos cuánticos del electrón, se ha desarrollado una teoría de fluidos completamente covariante para plasmas cuánticos relativistas a partir de una teoría anterior que permite una descripción de fluido para la ecuación de Dirac. Estudiamos las correcciones a resultados anteriores y sus correspondientes límites no relativistas y no cuánticos.

In this thesis we study thermal fluid models for plasmas where we include the relativistic and quantum relativistic effects of its constituents. For relativistic electronpositron plasmas with temperature, a finite amplitude circularly polarized electromagnetic wave propagation and its parametric decays are studied. We also apply this formalism to the second quantization of electromagnetic fields and we show how this leads to a new understanding of the interaction of photons in a plasma, as if they were massive and charged particles. To include quantum effects of the electrons, we develop a covariant fluid theory for relativistic quantum plasmas. This is achieved using a previous theory which allows us to describe the Dirac equation as a fluid formalism. We study the corrections to previous results and its non-relativistic and non-quantum limits.