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La théorie cinétique en spectroscopie des plasmas – application aux atmosphères stellaires

publié le

Directeur de thèse : Joël Rosato
E-mail : joel.rosato univ-amu.fr
Tél. : 0491288624

Description du sujet :
La spectroscopie est un outil de diagnostic en physique des plasmas : une analyse de la forme et de l’intensité des raies permet de déterminer les paramètres physiques (densité, température des ions et des électrons, etc.) qui caractérisent le plasma qui est observé, à condition d’utiliser un modèle spectroscopique approprié. L’objectif de ce projet est d’étudier l’élargissement des raies atomiques qui est engendré par le mouvement d’ensemble du plasma (effet Doppler) et par le le champ électrique microscopique (effet Stark) dans des conditions typiques d’atmosphères stellaires, dans le but d’améliorer la précision des diagnostics. L’étudiant devra développer des modèles applicables à des plasmas hors équilibre. Une attention spéciale sera portée aux approches qui utilisent la théorie cinétique. Des travaux récents effectués en fusion magnétique ont porté sur le développement de routines de diagnostics utilisant de telles méthodes (modélisation d’une distribution non maxwellienne et/ou prise en compte d’inhomogénéités mésoscopiques
[1] ; opérateurs de collision avec prise en compte d’interactions non binaires [2]), avec une application potentielle aux raies observées dans les plasmas de tokamaks dans la zone de bord et dans le divertor. Ces travaux sont transposables aux plasmas d’atmosphères stellaires et en particulier dans les étoiles de type A et DA, étant donné les raies d’hydrogène intenses qui y sont observées. Après une étude des méthodes théoriques, l’étudiant aura à effectuer des calculs de spectres en conditions réalistes. Des comparaisons à des spectres expérimentaux seront effectuées. Le transfert radiatif, qui est associé à la réabsorption de rayonnement, sera aussi étudié. Dans cette optique, l’étudiant pourra reconsidérer la théorie à l’aide d’une approche « premiers principes » fondée sur les équations de l’électrodynamique quantique [3].
Références bibliographiques :
[1] R. Stamm et al., Eur. Phys. J. D, submitted.
[2] J. Rosato, H. Capes, and R. Stamm, Phys. Rev. E 86, 046407 (2012).
[3] J. Rosato, Phys. Rev. Lett. 107, 205001 (2011).