Brock Klippenstein

Université du Manitoba

Brock Klippenstein est doctorant à l'Université du Manitoba et travaille avec Andreas Shalchi. Ses recherches portent sur le transport de particules énergétiques, comme les rayons cosmiques, se déplaçant dans des champs magnétiques turbulents. Brock a obtenu son baccalauréat dans un programme conjoint de mathématiques, de physique et d'astronomie, avec une mineure en informatique, à l'Université du Manitoba. Il a ensuite complété sa maîtrise en mathématiques à l'Université du Manitoba, sous la direction de Raphaël Clouâtre et de Richard Michaël Slevinsky, avec un mémoire de maîtrise sur la résolution numérique d'équations aux dérivées partielles, également réalisé à l'Université du Manitoba.

L'une des grandes questions ouvertes en physique concerne l'origine des rayons cosmiques. La théorie actuellement privilégiée suggère qu'ils acquièrent leur haute énergie par un processus appelé accélération par choc diffusif. Confirmer cette théorie nécessite une compréhension approfondie du mouvement complexe de ces particules. De plus, prédire la trajectoire de ces particules revêt une importance pratique, compte tenu de leur propension avérée à endommager les composants électroniques dans l'espace. Les travaux de doctorat de Brock offrent un potentiel pour relever les défis liés à la fusion contrôlée, car les particules énergétiques se propageant dans un plasma turbulent présentent des similitudes avec celles que l'on trouve dans les réacteurs à fusion.

En raison de la nature chaotique des champs magnétiques avec lesquels interagissent les rayons cosmiques et autres particules de haute énergie dans des milieux tels que le milieu interstellaire, il est impossible de prédire avec précision leur mouvement exact. Par conséquent, l'accent est mis sur la détermination de la fonction de probabilité de trouver une particule à un instant, une position et une vitesse donnés, ce qui implique la résolution de l'équation de Fokker-Planck. Dans ses travaux, Brock se penche spécifiquement sur les solutions analytiques (approximatives) de l'équation de Fokker-Planck. Les éléments fondamentaux nécessaires à la résolution de cette équation englobent les polynômes orthogonaux et les fonctions spéciales, telles que les fonctions d'Airy et de Bessel.

This figure shows f as a function of z and μ and is a solution of the one-dimensional Fokker-Planck equation in late times. Here, μ=vz/v where vz is the z component of the velocity and v is the total speed. Français: Cette figure montre f comme une fonction de z et μ et est une solution de l’équation de Fokker-Planck en 1D à long terme. Ici, μ= vz/v où vz est la vitesse selon l’axe z et v est la vitesse totale.