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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
NEUTRINOS IN GENERIC BINARY NEUTRON STARS CONFIGURATIONS
HENRIQUE LEONHARD GIEG
TESE
27/03/2023

Neste trabalho implementamos melhorias no código BAM para simulações de sistemas astrofísicos no contexto da Relatividade Numérica. Tais melhorias consistem na introdução da infraestrutura computacional necessária ao emprego de equações de estado (EoSs) oriundas de teorias microscópicas para descrever de maneira realística a matéria estelar em regimes de altas densidades e temperatura finita. Além disso, mecanismos de interação fraca dominados por neutrinos são considerados através do chamado Neutrinos Leakage Scheme (NLS) e do formalismo M1 para as equações de transporte de radiação. Com as novas implementações, realizamos simulações-teste com estrelas TOV empregando o NLS e reproduzimos com sucesso o colapso gravitacional induzido por neutrinos. Também realizamos pela primeira vez em BAM simulações das etapas finais da colisão de sistemas binários de estrelas de nêutrons (BNS) utilizando o novo ferramental numérico implementado neste trabalho a fim de validar nossos métodos pela comparação com resultados reportados. Nossos resultados encontram-se publicados na Ref. [1]. A seguir, realizamos simulações explorando o espaço de parâmetros dos sistemas binários com diferentes razões de massa e spins iniciais, obtendo bom acordo com os resultados reportados na literatura em termos dos estados finais do sistema e propriedades da matéria ejetada. Por fim, realizamos simulações-teste de BNSs com o esquema M1 para o tratamento dos neutrinos a fim de demonstrar a robustez de nossos métodos. Obtivemos evoluções numéricas estáveis, a despeito do substancial incremento de complexidade das simulações, e cujas propriedades preditas nas fases de pós-colisão são bastante convincentes. Num futuro breve realizaremos simulações de maior resolução com o esquema M1 com o intuito de estudar em detalhes colisões genéricas de BNSs.

Estrelas de Nêutrons;Sistemas Binários;Neutrinos;Neutrinos Leakage Scheme;Esquema de Momentos
In this work we implement improvements in the BAM code for simulations of astrophysical systems in the context of Numerical Relativity. Such improvements consist in the introduction of the necessary computational infrastructure to the use of equations of state (EoSs) derived from microscopic theories to realistically describe the stellar matter in regimes of high densities and finite temperature. Furthermore, weak-force reactions governed by neutrinos are considered through the so-called Neutrinos Leakage Scheme (NLS) and the M1 formalism for the radiation transport equations. With the new implementations, we performed test simulations with TOV stars employing the NLS and successfully reproduced neutrino-induced gravitational collapse. We also carried out, for the first time in BAM, simulations of the late stages of the merger of a binary neutron star (BNS) using the new numerical tooling implemented in this work in order to validate our methods by comparison with reported results. Our results are published in Ref. [1]. Next, we performed simulations exploring the BNS parameter space with different mass-ratios and initial spins, obtaining good agreement with the results reported in the literature in terms of the final states of the systems and properties of the ejected matter. Finally, we performed test simulations of BNSs with the more realistic M1 scheme, which dynamically evolves moments of the distribution function modeling the neutrinos. With this, we demonstrated the robustness of our methods, obtaining stable numerical evolutions, despite the substantial increase in the complexity of the simulations, and whose predicted properties in the post-merger stages are quite convincing. In the near future we will carry out higher resolution simulations with the M1 scheme in order to study generic BNS mergers in detail.
Neutron Stars;Binary Systems;Neutrinos;Neutrinos Leakage Scheme;Moments Scheme
1
178
INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
FIS - HENRIQUE LEONHARD GIEG.pdf

Contexto

FÍSICA
GRAVITAÇÃO E COSMOLOGIA
-

Banca Examinadora

MAXIMILIANO UJEVIC TONINO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
CESAR HENRIQUE LENZI Participante Externo
ROLDAO DA ROCHA JUNIOR Docente - PERMANENTE
MAXIMILIANO UJEVIC TONINO Docente - PERMANENTE
GERMAN LUGONES Docente - PERMANENTE
GEORGE EMANUEL AVRAAM MATSAS Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - Bolsa de Doutorado 36
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 12

Vínculo

CLT
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
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