回旋动理学理论

回旋动理学理论（gyrokinetic theory），理学-物理学-等离子体物理学-等离子体动理学，完整的等离子体动理学在强磁场下的一种近似理论。在强磁场中，带电粒子的回旋运动半径比较小而频率很高。所以当所研究的物理现象（如静电扰动和电磁波场）的空间特征尺度（波长）与带电粒子的回旋半径可比，而其特征频率又远小于粒子的回旋频率时，可以对带电粒子的快速回旋运动做平均但仍保留有限回旋半径的影响，即考虑带电粒子本身的运动，计及电磁场在粒子的回旋半径的距离上发生的变化。在这样的条件下对回旋运动进行平均，消去绕磁场回旋的运动，把粒子运动的相空间从六维（粒子的坐标和速度）简化为五维（）。其中，是回旋（导向）中心的坐标，磁矩，动能，速度。基于这样的物理图像发展起来的理论称为回旋动理学理论。回旋动理学理论最初用于分析短波长静电扰动的线性不稳定性。在这些分析中，扰动场表示为的形式，而垂直于磁场方向的波长与粒子的回旋半径可比，即。在用动理学处理这类问题时，需要考虑带电粒子的轨道积分。如图1所示，带电粒子的轨道是绕磁力线的螺旋轨道。完整动理学理论中的轨道积分要沿着螺旋轨道完成。