Publication

Relativistic guiding centre drift orbits in canonical and magnetic coordinates

Wilfred Anthony Cooper
1997
Journal Articles

Résumé

The Hamiltonian formulation of the guiding centre drift orbits for three-dimensional (3D) toroidal configurations with general time-dependent electric and magnetic field structures has been extended to cover relativistic particles. For static 3D magnetic fields with nested magnetic surfaces, a mapping procedure from the equilibrium to the canonical coordinates is outlined. This transformation is shown to be so complicated that it renders impractical most applications in canonical coordinates. For magnetic coordinates, the transformation is straightforward. The relativistic guiding centre drift equations are explicitly derived with a constrained perturbed magnetic field that allows these coordinates to adopt a canonical structure.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/4f9c836c-afdd-4f13-8c5d-126144dd5036

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Concepts associés (32)

Coordonnées canoniques

En mathématiques et en mécanique classique, les coordonnées canoniques sont des ensembles de coordonnées sur l'espace des phases qui peuvent être utilisées pour décrire un système physique à un moment donné dans le temps. Les coordonnées canoniques sont utilisées dans la formulation hamiltonienne de la mécanique classique. Un concept étroitement lié apparaît également en mécanique quantique ; voir le théorème de Stone-von Neumann et les relations de commutation canoniques pour plus de détails.

Mécanique hamiltonienne

La mécanique hamiltonienne est une reformulation de la mécanique newtonienne. Son formalisme a facilité l'élaboration théorique de la mécanique quantique. Elle a été formulée par William Rowan Hamilton en 1833 à partir des équations de Lagrange, qui reformulaient déjà la mécanique classique en 1788. En mécanique lagrangienne, les équations du mouvement d'un système à N degrés de liberté dépendent des coordonnées généralisées et des vitesses correspondantes , où .

Field-reversed configuration

A field-reversed configuration (FRC) is a type of plasma device studied as a means of producing nuclear fusion. It confines a plasma on closed magnetic field lines without a central penetration. In an FRC, the plasma has the form of a self-stable torus, similar to a smoke ring. FRCs are closely related to another self-stable magnetic confinement fusion device, the spheromak. Both are considered part of the compact toroid class of fusion devices.

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