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反磁性電流

磁場中での荷電粒子は磁気モーメント

\begin{displaymath}
\bm{\mu} = - \frac{\frac 12 mv_{\perp}^2}B \bm{e}_z
\begin...
...{\includegraphics[height=4cm,clip]{diamag.eps}}
\end{picture}
\end{displaymath}

をもつ反磁性物質である。 密度が$n$のとき磁化は

\begin{displaymath}
\bm{M} = n\bm{\mu}
\end{displaymath}

磁束密度は

\begin{eqnarray*}
\bm{B} & = & \mu_0 (\bm{H} + \bm{M}) \\
& = & \bm{B}_0 - \mu_0n \frac {mv_{\perp}^2}{2B} \bm{e}_z
\end{eqnarray*}

となり、外部磁場を弱めるようにはたらく。

プラズマの圧力によって各粒子が受ける力は

\begin{displaymath}
\bm{F} = - \frac 1n \nabla p
\end{displaymath}

$\bm{F}$によるドリフトは

\begin{displaymath}
\bm{v}_D = \frac {\bm{F} \times \bm{B}}{qB^2}
= - \frac {\...
...\includegraphics[height=3.5cm,clip]{gradp.eps}}
\end{picture}
\end{displaymath}

これは(仮想的な)反磁性ドリフトである。 これはイオンと電子に対してドリフトの方向が異なるため電流を生ずる。

\begin{displaymath}
\cases{
\displaystyle \bm{v}_{Di} = k_BT_i \frac {\bm{B} \...
..._{De} = - k_BT_e \frac {\bm{B} \times \nabla n}{enB^2} \cr
}
\end{displaymath}

これから反磁性電流は

\begin{displaymath}
\bm{j}_D = ne(\bm{v}_{Di} - \bm{v}_{De})
= k_B(T_i + T_e) \frac {\bm{B} \times \nabla n}{B^2}
\end{displaymath}



Keiichi Takasugi
平成24年1月12日