Магнит
В 1600 году вышло сочинение английского врача Уильяма Гильберта «О магните». К известным уже фактам Гильберт прибавил важные наблюдения: усиление действия магнитных полюсов железной арматурой, потерю магнетизма при нагревании и другие. В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед на лекции попытался продемонстрировать своим студентам отсутствие связи между электричеством и магнетизмом, включив электрический ток вблизи магнитной стрелки. По словам одного из его слушателей, он был буквально «ошарашен», увидев, что магнитная стрелка после включения тока начала совершать колебания. Большой заслугой Эрстеда является то, что он оценил значения своего наблюдения и повторил опыт. Соединив длинным проводом полюса гальванической батареи, Эрстед протянул провод горизонтально и параллельно свободно подвешенной магнитной стрелке. Как только был включён ток, стрелка немедленно отклонилась, стремясь встать перпендикулярно к направлению провода. При изменении направления тока стрелка отклонилась в другую сторону. Вскоре Эрстед доказал, что магнит действует с некоторой силой на провод, по которому идёт ток.
Крускал, Мартин
В 1951 году Лайман Спитцер пригласил Мартина Крускала в секретный проект «Маттерхорн» для работы над теорией магнитного удержания плазмы в стеллараторе — предложенном незадолго до этого типе реакторов для управляемого термоядерного синтеза. В стеллараторе магнитная силовая линия, проходя вдоль тороидальной ловушки, одновременно проворачивается на некоторый угол, называемый углом вращательного преобразования, как следствие винтовой геометрии создающих магнитное поле проводников. В результате многократного обхода тора винтовая магнитная силовая линия плотно заполняет некоторую поверхность, называемую магнитной поверхностью. Задача, которая стояла в то время и которая до сих пор не решена до конца, заключается в поиске распределения источников магнитного поля, которые создавали бы внутри реактора систему вложенных магнитных поверхностей, не выходящих за пределы реактора, так что двигающиеся вдоль магнитных поверхностей заряженные частицы плазмы не выходили бы из реактора. В самом начале своей работы в проекте Крускал занимался расчётом магнитных поверхностей при малых значениях угла вращательного преобразования. В последующие годы он внёс значительный вклад в разработку проблемы устойчивости плазмы. Так, в 1954 году Крускал совместно с Мартином Шварцшильдом продемонстрировал неустойчивость плазмы, удерживаемой в поле тяжести с помощью магнитного поля (неустойчивость Крускала — Шварцшильда). Он также исследовал неустойчивость цилиндрического плазменного шнура с продольным электрическим током, давление в котором уравновешивается действием создаваемого током тороидального магнитного поля (линейный пинч, или z-пинч), относительно изгибных возмущений формы шнура. В 1958 году Крускал опубликовал выражение для наибольшего значения тока в цилиндрическом или, что практически более важно, свёрнутом в кольцо плазменном шнуре, при котором плазма ещё сохраняет устойчивость. Этот предел, имеющий большое значения для разработки токамаков, был независимо получен советским физиком Виталием Шафрановым и носит название критерия Крускала — Шафранова.