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Sabe-se que a maior parte da matéria visível do Universo encontra-se no estado de plasma, isto é, na forma de um gás ionizado cujos átomos estão dissociados em íons positivos e elétrons. A física de plasmas é a área do conhecimento dedicada ao estudo do comportamento desses gases ionizados. Embora estudos sobre descargas elétricas em gases remontem ao século XIX, a física de plasmas consolidou-se como uma área de pesquisa a partir dos trabalhos de Irving Langmuir (Prêmio Nobel de Química de 1932), na década de 1920, que introduziu o termo plasma para descrever um gás ionizado. A física de plasmas moderna recebeu grande impulso no início da década de 1950, quando surgiu a proposta de controlar as reações de fusão termonuclear, semelhantes às produzidas em bombas de hidrogênio, para geração de energia em reatores. Desde então, a pesquisa em física de plasmas tem avançado significativamente, desempenhando papel fundamental no desenvolvimento da fusão termonuclear controlada como uma potencial fonte de energia.
Neste curso serão introduzidos conceitos básicos da física de plasmas, bem como os principais modelos físicos utilizados para descrever o comportamento de plasmas naturais e artificiais, notadamente a teoria de órbitas de partículas, a teoria cinética de plasmas e os diversos modelos de fluido eletricamente condutor, dentre os quais se destaca a magnetohidrodinâmica. Diversos fenômenos em plasmas serão estudados com base nesses modelos, incluindo as ondas de Alfvén, descobertas pelo físico sueco Hannes Alfvén (Prêmio Nobel de Física de 1970), e os espelhos magnéticos, que constituíram uma das primeiras configurações de confinamento magnético de plasmas termonucleares.
- Docente: Gustavo Paganini Canal