磁化等离子体中有序到混沌的转变与密度极限

已知，在微观上视为点电荷系统的磁化等离子体，可以处于磁化状态并因此被约束，只要它处于有序运动状态，带电粒子垂直于磁场进行回旋运动。本文给出了一个阈值的估计，超过该阈值横向运动将变得混沌，电子甚至无法完成一次回旋，从而发生崩溃，完全失去约束。该估计通过微扰理论方法获得，将每个电子所受的微扰力归因于所谓的微场，即所有其他电荷产生的电场。我们首先得到了一个涉及微场涨落的通用阈值关系。然后，采用Iglesias、Lebowitz和MacGowan给出的单组分等离子体（带中和背景）模型的涨落公式，得到了一个明确的阈值公式，该阈值对应的密度极限随外加磁场的平方增加。发现这一理论密度极限与聚变装置崩溃的经验数据吻合得很好。