Simulador de descargas Z-pinch mediante el modelo snowplow

Cárdenas, Nettle & Núñez — Universidad de Playa Ancha · arXiv:2502.08570, 2506.16551, 2601.12692, 2602.14417 · implementación validada contra los valores publicados.

Experimento

Gas de trabajo

Masa atómica mu (amu)

Gas preionizado (omite chequeo de Paschen)

Parámetros de control (los 7 del modelo)

Modo avanzado — modelo extendido (arXiv:2602.14417)

c₁: fracción de átomos arrastrados por la lámina; c₂: fracción de la corriente total que conduce la lámina. Con c₁=c₂=1 se recupera el MSP clásico.

Recalcular automáticamente

Ecuaciones del modelo

\ddot{x} = \frac{6 x^{2} {\dot{x}}^{2} - 3 {(α^{'})}^{2} i^{2} - 4 \int_{0}^{τ} \frac{{\dot{x}}^{3}}{x} d τ^{'}}{3 x (1 - x^{2})}

\dot{i} = \frac{1 - \int_{0}^{τ} i d τ^{'} + β^{'} \frac{i}{x} \dot{x}}{1 - β^{'} \ln x}

k_{B} T = \frac{2}{3} \frac{E_{0}}{N_{0}} \frac{β}{α^{2}} \hat{U} (τ_{p})

Variables adimensionales: $x = \frac{r}{r_{0}}$ , tiempo en unidades de $\sqrt{L_{0} C_{0}}$ , corriente en $V_{0} \sqrt{\frac{C_{0}}{L_{0}}}$ .

α^{2} = \frac{μ_{0} C_{0}^{2} V_{0}^{2}}{4 π^{2} r_{0}^{4} ρ_{0}}, β = \frac{μ_{0} l_{0}}{2 π L_{0}}

Modelo extendido: ${(α^{'})}^{2} = \frac{c_{2}^{2}}{c_{1}} α^{2}$ , $β^{'} = c_{2} β$ . Energía interna adimensional, hasta el primer pinzamiento:

\hat{U} = - \int_{0}^{τ} \frac{{\dot{x}}^{3}}{x} d τ^{'}

PINCH

bucle

Implosión de la lámina de corriente en el dispositivo Z-pinch (modelo snowplow). Use los controles para reproducir la descarga hasta el pinzamiento.

Evolución temporal adimensional del radio de la lámina r(τ), la corriente I(τ) y la temperatura k_BT(τ) hasta el primer pinzamiento.

Temperatura estimada del plasma

—

γ = U/E₀

—

η = U/E_d

—

τ pinch

Parámetros calculados

Pinzamiento

Transferencia de energía [2506.16551 §2.3]

Advertencias y validez

Explicación del resultado

calculando superficie…

Superficie Π₃ = f(Π₁, Π₂) del análisis dimensional [2601.12692]: X = log₁₀(α²) ∈ [−0.5, 4.5], Z = β ∈ [0.3, 6], altura = γ = U/E₀. El marcador señala el experimento actual. Arrastre para rotar; rueda para acercar.