The solar wind is a supersonic flow of protons and electrons emitted in all directions from the sun. As the supersonic solar wind encounters Earth’s magnetic field, it creates the Earth’s bow shock, which increases the kinetic entropy of electrons passing through it. In this study, the aim is to analyze shock crossings of Earth’s bow shock in order to draw conclusions of which shock parameters that are important forkinetic entropy generation. Due to knowledge gained from an earlier study by M. Lindberg et al. [1], the shock crossings of interest in this study are quasi-perpendicular shocks with a low electron plasma beta. The data used is measured with the NASA MMS spacecraft and accessed through IRF Uppsala. As a result,a database with 13 shock crossings was created and the entropy change was related to, among other parameters, temperature and density change, shock angle, Alfv´en Mach number, ion ram pressure and upstream magnetic field. We found that a highAlfv´en Mach number related nearly proportionally to a large change in electron entropy for low electron plasma beta quasiperpendicularcollisionless shock crossing. / Solvinden består av protoner och elektroner som emitteras ut från solen i alla riktningar med enorma hastigheter. När dessa partiklar, med en hastighet som överstiger signalhastigheten, träffar Jordens magnetfält uppstår Jordens bågchock. Bågchocken ökar den kinetiska entropin hos elektroner som färdas genom den. För den här studien är målet att analysera chockkorsningar vid Jordens bågchock för att kunna dra slutsatser om vilka chockparametrar som är viktiga för generering av kinetisk entropi. Till följd av en tidigare studie av M. Lindberg et al. [1] är det endast kvasi-vinkelräta chockkorsningar med ett lågt plasma beta som denna studie avser. Den uppmätta datan erhålls från NASAs MMS satelliter och kan nås genom IRF Uppsala. Resultatet blev en databas med 13 chocker där entropiförändringen plottades mot bl. a. temperaturoch densitetsändring, chockvinkel, Alfve´n Machtal, jontrycket och magnetfältet uppströms. Det upptäcktes då att ett högt Alfve´n Mach-tal indikerade på en stor entropiökning hos kollisionslösa, kvasi-vinkelräta chockkorsningar med låga elektronplasmabeta. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2022, KTH, Stockholm

The interaction between the solar wind and Earth’s magnetic field creates the Earth’s bow shock. It is an ideal region for space probes like MMS, THEMIS or Clusters to study the collisionless shock phenomenon in space plasma. More specifically the project focuses on the topic of wave-particle interactions in the space plasma environment, which allows irreversible energy dissipation and entropy production at the event of a shock when there are a lack of collisions between particles. Research is still ongoing regarding the topic of wave-particle interactions in plasma and this project aims to contribute to our understanding of this topic. To do this, measurement data of a total of 249 shock crossing events from NASA’s Magnetospheric Multiscale (MMS) mission are used to conduct a statistical study. The study aims to analyse the correlation between the electric- and magnetic field measured close to shock-crossing events, and their respective macroscopic shock parameters in different shock regions, and at three different frequency bands for the attempt of further our understanding of the dynamics of collisionless shocks. Through scatter plots, negative correlations are found between both the electric- and magnetic field power, and the different macroscopic shock parameters at various shock regions and at various frequency ranges. This leads to the suggestion of potential dependencies between the occurrence of electrostatic and electromagnetic waves and those shock parameters. However, there is still room for improvement of the statistical method used for the correlation studies. / Interaktionen mellan solvinden och jordens magnetfält skapar jordens bogchock. Det är en idealisk region för rymdfarkoster som MMS, THEMIS eller Clusters att studera kollisionsfria chocker i rymdplasma. Mer specifikt fokuserar detta projekt på vågpartikelinteraktioner i rymdplasma, vilket möjliggör irreversibel energidissipation och entropiproduktion vid en chock när det råder brist på kollisioner mellan partiklar. Forskning pågår fortfarande inom området vågpartikelinteraktioner i plasma och detta projekt syftar till att bidra till vår förståelse av ämnet. För att göra detta används mätdata från totalt 249 chocker från NASA:s Magnetospheric Multiscale (MMS)-uppdrag för att genomföra en statistisk studie. Studien syftar till att analysera korrelationen mellan de elektriska och magnetiska fälten som mäts nära chocker och deras respektive makroskopiska chockparametrar i olika chockregioner och vid tre olika frekvensband, i ett försök att vidare förstå dynamiken hos kollisionslösa chocker. Genom spridningsdiagram hittas negativa korrelationer både mellan de elektriska och magnetiska fältstyrkan och de olika makroskopiska chockparametrarna vid olika chockregioner och frekvensband. Detta leder till förslaget om potentiella samband mellan förekomsten av elektrostatiska och elektromagnetiska vågor och dessa chockparametrarna. Det finns dock fortfarande utrymme för förbättring av den statistiska metoden som används för korrelationsstudierna.