Accelerazione di Particelle nella Riconessione Magnetica

The purpose of this thesis is to analyze the efficiency of the plasmas magnetic reconnection phenomenon in accelerating particles to high energies. This phenomenon, in fact, is able to transform part of the plasma magnetic energy in other forms of energy, including the kinetic one. We used the last update of PLUTO code to solve the magnetohydrodynamic equations in the specific case of a magnetic reconnection caused by a Harris current sheet; we also added to the initial setup some test particles of the same species of those constituent the fluid. Then we analyzed the variation of the particles' velocity distribution and, once we identified the most interesting ones, we drafted their trajectories in order to study in detail the processes of drifting and acceleration that occurred during the evolution of the electromagnetic field of the fluid.

Lo scopo di questa tesi è di analizzare l'efficienza del fenomeno di riconnessione magnetica dei plasmi nell'accelerazione di particelle ad alte energie. Tale fenomeno, infatti, è in grado di trasformare parte dell'energia magnetica immagazzinata nel plasma in altre forme di energia, tra cui anche quella cinetica. Si è fatto dunque uso dell'ultimo update del codice PLUTO per risolvere le equazioni della magnetoidrodinamica nel caso specifico di una riconnessione magnetica dovuta a una corrente di Harris, inserendo nel setup anche delle particelle di prova della stessa specie di quelle costituenti il fluido. Si è successivamente analizzata la variazione della distribuzione di velocità delle particelle e, avendo individuato le più interessanti ai fini della trattazione, se ne sono tracciate le traiettorie per studiare nel dettaglio i processi di drifting e di accelerazione verificatisi durante l'evoluzione del campo elettromagnetico del fluido.