Ekil: İki aşamalı plazma adyabatik sıkıştırma aygıtının зizgesi(F.F. Chen, 1974) .

 

Teorem-5: Birinci adyabatik değişmez, μ

 

niceliğiyle daha цnce tanışmıştık. Manyetik moment olarak tanımlanan bu nicelik, uzay ve zaman değişimleri olabildiğince yavaş olan manyetik alanlar iзinde değişmezliğini korur. Birinci adyabatik değişmezle ilişkili olan зevrimsel devinim Larmor devinimidir. Eğer p yerine aзısal momentumu, mv_^r, dq yerine de dq konsayısını yazarsak, etki integrali aşağıdaki biзimine bьrьnьr:

 

Buradan şu sonuз зıkar: m / q değeri değişmedikзe m devinim sabiti olarak kalır. Yukarıdaki incelemede m niceliğinin değişmezliğini kanıtlarken w /w _c << 1 olduğunu varsaymıştık; burada w , parзacığın B alanında "gцrdьğь" değişim oranıdır. w /w _c ≤ 1 koşulu altında bile m manyetik momentinin değişmezliğine ilişkin kanıtlar bulunmaktadır. Kuramcıların diliyle konuşacak olursak, "m manyetik momenti, w /w _c seriye aзılımının kaзıncı dereceden olursa olsun tьm terimleri iзin değişmezdir". Bu tьmce, m manyetik momentinin bir Larmor dцnemi sьresince B manyetik alanından daha sabit olduğunu anlatır.

 

Eğer w /w _c ≤ 1 koşulu sağlanmıyorsa adyabatik değişmezden sцz edemeyiz. Şimdi adyabatik değişmezliğin bozulduğu iki durumdan sцz edelim.

 

(a) Manyetik pompalama. Plazmayı tuzaklamak iзin geliştirilmiş olan bir ayna geometrisinde B manyetik alanının yeğinliği sinьsoidal olarak değişiyorsa, parзacığın dikine hız bileşeninin genliği titreşim yapacaktır; ancak uzun erimde parзacık erke kazanamayacaktır. Eğer зarpışmalı bir plazmadan sцz ediyorsak, m nьn değişmezliği bozulacak ve plazma ısıtılacaktır. Цzellikle, eğer parзacık sıkıştırılma evresinde bir başka parзacıkla зarpışırsa, B ye dik yцndeki erkesinin bir bцlьmьnь v_// bileşenine aktarır ve aktarılan bu erke genişleme evresinde v_^ e geri dцnmez.

 

(b) Cyclotron ısıtılması. B alanının w_c frekansıyla titreştiğini dьşьnelim. B deki değişimin ortaya зıkardığı indьksiyon elektrik alanı parзacıklardan bazılarıyla aynı evrede dцnecektir. Bцylece elektrik alan parзacıkların Larmor devinimini sьrekli ivmelendirecektir. w /w _c << 1 koşulu bozulmuş, m değişmezliğini yitirmiş ve plazma ısıtılmış olur.