解耦相对磁螺度的纠缠关联

磁螺度 $H$ 度量体积内的磁关联。螺度早期的理论发展聚焦于由 $\mathcal{S}$ 所界、磁闭合的系统 $\mathcal{V}$。对于磁闭合系统，$\mathcal{V}\in\mathbb{R}^3=\mathcal{V}+\mathcal{V}^*$，无磁通穿过边界，即 $\hat{\boldsymbol{n}}\cdot\boldsymbol{B}|_\mathcal{S}=0$。Berger 与 Field（1984）以及 Finn 与 Antonsen（1985）将螺度定义推广至相对螺度 $\mathcal{H}$，适用于磁通可能穿过边界的磁开放系统。Berger（1999,2003）将此相对螺度表示为两个规范不变项，分别描述在 $\mathcal{V}$ 内闭合的磁场的自螺度，以及穿过边界 $\mathcal{S}$ 的磁场与在 $\mathcal{V}$ 内闭合的磁场之间的互螺度。弥漫于 $\mathcal{V}$ 的总磁场，将源于 $\mathcal{V}$ 中电流源 $\boldsymbol{J}$ 的磁场与源于 $\mathcal{V}^*$ 中电流源 $\boldsymbol{J}^*$ 的磁场纠缠在一起。基于此事实，我们将 Berger 的相对磁螺度表达式推广为八个规范不变量，同时刻画这两类自螺度与互螺度，并将其起源归因于 $\mathcal{V}$ 中的电流 $\boldsymbol{J}$ 和/或 $\mathcal{V}^*$ 中的电流 $\boldsymbol{J}^*$，从而解耦这些纠缠关联的起源域。我们依据起源域将这八项重新整理为内部与外部螺度（自）以及内外螺度（互）的新表达式。讨论了这些关联对解释磁能的意义，并提出了用于追踪穿过边界的场演化的新边界可观测量。