Магнито- стимулированная диффузия в космической и лабораторной плазме

Введение:
• В абсолютном большинстве известных газо-плазменных систем
(как в астрофизических условиях, так и в лабораторных установках)
наложение внешнего магнитного поля значительно подавляет
диффузию в поперечном к полю направлении.
• Прямо противоположное явление (ускорение диффузии при усилении
магнитного поля) может иметь место в ультрахолодной плазме.
Это наблюдалось, например, в эксперименте ATRAP (CERN) по синтезу
антиводорода (плазма: позитроны + антипротоны, T ~ 1 K ).

Основные предположения:
(1) Плазма – сильно неидеальная ( kT ~ e2/
), т.е. значительное количество
заряженных частиц находится в квази-связанных состояниях.
(2) Плазма – неквантовая, т.е. характерный размер квази-связанной пары
много больше боровского радиуса.
При этих предположениях возможны два предельных случая:
кеплеровская частота
много больше ларморовской
кеплеровская частота
много меньше ларморовской
В дальнейшем мы будем подробно рассматривать именно первый случай,
причем для простоты кеплеровская орбита будет предполагаться почти круговой.

Исходная система уравнений:

Система уравнений в безразмерном виде:
Упрощающие предположения:

Динамика относительного движения:
Решение ищется в виде:
Частота модуляции:
Смещение среднего положения орбиты:
Характерный масштаб корреляции (кол-во оборотов):

Динамика движения центра масс:
Решение в дискретном времени (приближение случайных блужданий):
(в безразмерных единицах)
Коэффициент диффузии:
(в физических единицах)