Guiding center
طبیعیات میں، مقناطیسی میدان میں پلازما میں برقی طور پر چارج شدہ ذرہ جیسے الیکٹران یا آئن کی حرکت کو ایک نقطہ کے ارد گرد نسبتا تیز سرکلر حرکت کی سپرپوزیشن کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے جسے گائیڈنگ سینٹر کہا جاتا ہے اور اس نقطہ کا نسبتا سست بہاؤ۔ مختلف انواع کے لیے بہاؤ کی رفتار ان کی چارج کی حالتوں، کمیتوں یا درجہ حرارت کے لحاظ سے مختلف ہو سکتی ہے، جس کے نتیجے میں ممکنہ طور پر برقی دھارے یا کیمیائی علیحدگی ہو سکتی ہے۔ اگر مقناطیسی میدان یکساں ہے اور دیگر تمام قوتیں غیر حاضر ہیں، تو لورینٹز قوت کسی ذرہ کو ذرہ کی رفتار اور مقناطیسی میدان دونوں کے لیے مستقل ایکسلریشن پرپینڈکولر سے گزرنے کا سبب بنے گی۔ یہ مقناطیسی میدان کے متوازی ذرہ حرکت کو متاثر نہیں کرتا ہے، لیکن اس کے نتیجے میں مقناطیسی میدان کے عمودی سطح میں مستقل رفتار سے سرکلر حرکت ہوتی ہے۔ اس سرکلر حرکت کو گائرو موشن کہا جاتا ہے۔ مقناطیسی میدان میں طاقت کے ساتھ حرکت کرنے والے کمیت اور چارج والے ذرہ کے لیے، اس کی تعدد ہوتی ہے، جسے گائرو فریکوئنسی یا سائکلوٹرون فریکوئنسی کہا جاتا ہے۔ مقناطیسی میدان کے لیے عمودی رفتار کے لیے، مدار کا رداس، جسے گیروراڈیئس یا لارمر رداس کہا جاتا ہے، متوازی حرکت ہے۔ چونکہ مقناطیسی لورینٹز قوت ہمیشہ مقناطیسی میدان کے لیے عمودی ہوتی ہے، اس لیے متوازی حرکت پر اس کا کوئی اثر (سب سے کم ترتیب) نہیں ہوتا ہے۔ ایک یکساں میدان میں جس میں کوئی اضافی قوتیں نہ ہوں، ایک چارج شدہ ذرہ اپنی رفتار کے عمودی جزو کے مطابق مقناطیسی میدان کے گرد گھومتا رہے گا اور اپنی ابتدائی متوازی رفتار کے مطابق میدان کے متوازی بہتا رہے گا، جس کے نتیجے میں ایک ہیلیکل مدار بنتا ہے۔ اگر متوازی جزو کے ساتھ کوئی قوت ہے، تو ذرہ اور اس کے رہنما مرکز کو اسی کے مطابق تیز کیا جائے گا۔ اگر میدان میں متوازی میلان ہے، تو ایک محدود لارمر رداس والا ذرہ بھی بڑے مقناطیسی میدان سے دور سمت میں ایک قوت کا تجربہ کرے گا۔ اس اثر کو مقناطیسی آئینہ کہا جاتا ہے۔ اگرچہ اس کا اپنے طبیعیات اور ریاضی میں مرکز کے بہاؤ کی رہنمائی سے گہرا تعلق ہے، اس کے باوجود اسے ان سے الگ سمجھا جاتا ہے۔ عام قوت بہتی ہے عام طور پر، جب مقناطیسی میدان پر عمودی ذرات پر قوت ہوتی ہے، تو وہ قوت اور میدان دونوں کے لیے عمودی سمت میں بہتی ہیں۔ اگر ایک ذرہ پر قوت ہے، تو بہاؤ کی رفتار ہے یہ بہاؤ، آئینے کے اثر اور غیر یکساں B بہاؤ کے برعکس، محدود لارمر رداس پر منحصر نہیں ہوتے ہیں، بلکہ سرد پلازما میں بھی موجود ہوتے ہیں۔ یہ متضاد لگ سکتا ہے۔ اگر کوئی ذرہ کسی قوت کے آن ہونے پر ساکن ہوتا ہے، تو قوت کے لیے عمودی حرکت کہاں سے آتی ہے اور قوت اپنے متوازی حرکت کیوں پیدا نہیں کرتی؟ جواب مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل ہے۔ ابتدائی طور پر قوت اپنے متوازی ایکسلریشن کا باعث بنتی ہے، لیکن مقناطیسی میدان نتیجے میں آنے والی حرکت کو بہاؤ کی سمت میں موڑ دیتا ہے۔ ایک بار جب ذرہ بہاؤ کی سمت میں حرکت کر رہا ہوتا ہے، تو مقناطیسی میدان اسے بیرونی قوت کے خلاف واپس موڑ دیتا ہے، تاکہ قوت کی سمت میں اوسط ایکسلریشن صفر ہو۔ تاہم، (f/m) ωc−2 کے برابر قوت کی سمت میں ایک بار نقل مکانی ہوتی ہے، جسے پولرائزیشن ڈرفٹ کا نتیجہ سمجھا جانا چاہیے (نیچے دیکھیں) جب کہ قوت کو آن کیا جا رہا ہو۔ نتیجے میں حرکت ایک سائکلائڈ ہے۔ زیادہ عام طور پر، جریشن اور یکساں عمودی بہاؤ کی سپرپوزیشن ایک ٹروکوئڈ ہے۔ تمام بہاؤ کو قوت کے بہاؤ کے خاص معاملات سمجھا جا سکتا ہے، حالانکہ ان کے بارے میں سوچنے کا یہ ہمیشہ سب سے مفید طریقہ نہیں ہوتا ہے۔ واضح صورتیں برقی اور کشش ثقل کی قوتیں ہیں۔ گرڈ-بی ڈرفٹ کو فیلڈ گریڈینٹ میں مقناطیسی ڈائپول پر قوت کا نتیجہ سمجھا جا سکتا ہے۔ منحنی پن، جمود، اور پولرائزیشن کے بہاؤ ذرہ کے ایکسلریشن کو فرضی قوتوں کے طور پر استعمال کرنے کے نتیجے میں ہوتے ہیں۔ دائم مقناطیسی بہاؤ دباؤ کے میلان کی وجہ سے قوت سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ آخر میں، دیگر قوتیں جیسے تابکاری کا دباؤ اور تصادم بھی بہاؤ کا باعث بنتے ہیں۔ کشش ثقل کا میدان قوت کے بہاؤ کی ایک سادہ مثال کشش ثقل کے میدان میں پلازما ہے، مثال کے طور پر۔ آئناسفیئر۔ بہاؤ کی رفتار بڑے پیمانے پر انحصار کی وجہ سے الیکٹرانوں کے لیے کشش ثقل کے بہاؤ کو عام طور پر نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ ذرہ کے چارج پر انحصار کا مطلب یہ ہے کہ بہاؤ کی سمت آئنوں کے لیے مخالف ہے جیسا کہ الیکٹرانوں کے لیے ہے، جس کے نتیجے میں کرنٹ پیدا ہوتا ہے۔ سیال کی تصویر میں، یہ مقناطیسی میدان کے ساتھ عبور شدہ کرنٹ ہے جو لاگو شدہ قوت کا مقابلہ کرنے والی قوت فراہم کرتا ہے۔ برقی میدان یہ بہاؤ، جسے اکثر (ای-کراس-بی) بہاؤ کہا جاتا ہے، ایک خاص معاملہ ہے کیونکہ کسی ذرہ پر برقی قوت اس کے چارج پر منحصر ہوتی ہے (اس کے برعکس، مثال کے طور پر، اوپر سمجھی گئی کشش ثقل پر)۔ نتیجے کے طور پر، آئن (جو بھی کمیت اور چارج کے ہوں) اور الیکٹران دونوں ایک ہی رفتار سے ایک ہی سمت میں حرکت کرتے ہیں، اس لیے کوئی خالص کرنٹ نہیں ہوتا (پلازما کی قوسینیوٹریلیٹی کو فرض کرتے ہوئے)۔ خصوصی اضافیت کے تناظر میں، اس رفتار کے ساتھ حرکت کرنے والے فریم میں برقی میدان غائب ہو جاتا ہے۔ بہاؤ کی رفتار کی قیمت غیر یکساں E کے ذریعہ دی جاتی ہے اگر برقی میدان یکساں نہیں ہے، تو مندرجہ بالا فارمولے کو غیر یکساں B پڑھنے کے لیے تبدیل کیا جاتا ہے۔ مرکز کی رہنمائی کے بہاؤ کا نتیجہ نہ صرف بیرونی قوتوں سے بلکہ مقناطیسی میدان میں غیر یکسانیت سے بھی ہو سکتا ہے۔ ان بہاؤ کو متوازی اور عمودی حرکی توانائیوں کے لحاظ سے ظاہر کرنا آسان ہے۔ اس صورت میں، واضح بڑے پیمانے پر انحصار ختم ہو جاتا ہے۔ اگر آئنوں اور الیکٹرانوں کا درجہ حرارت یکساں ہے، تو ان کی بہاؤ کی رفتار بھی یکساں ہوتی ہے، اگرچہ مخالف سمت میں ہوتی ہے۔ جب کوئی ذرہ کسی بڑے مقناطیسی میدان میں منتقل ہوتا ہے، تو اس کے مدار کی منحنیت سخت ہو جاتی ہے، جس سے بصورت دیگر سرکلر مدار کو سائکلائڈ میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ بہاؤ کی رفتار منحنی بہاؤ ہے۔ کسی چارج شدہ ذرہ کو مڑے ہوئے میدان کی لکیر کی پیروی کرنے کے لیے، اسے ضروری مرکزیت قوت فراہم کرنے کے لیے منحنی سطح سے باہر نکلنے کی رفتار کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ رفتار وہ جگہ ہے جہاں منحنی خطوط کا رداس باہر کی طرف اشارہ کرتا ہے، سرکلر آرک کے مرکز سے دور جو اس مقام پر منحنی خطوط کا بہترین تخمینہ لگاتا ہے۔ مقناطیسی میدان کی سمت میں یونٹ ویکٹر کہاں ہے۔ اس بہاؤ کو منحنی بہاؤ کے مجموعے اور اصطلاح میں تحلیل کیا جا سکتا ہے۔ مستحکم مقناطیسی میدان اور کمزور برقی میدان کی اہم حد میں، جمود بہاؤ پر منحنی بہاؤ کی اصطلاح کا غلبہ ہے۔ منحنی خلا بہاؤ چھوٹے پلازما دباؤ کی حد میں، میکسویل کی مساوات میلان اور منحنی خطوط کے درمیان ایک تعلق فراہم کرتی ہیں جو متعلقہ بہاؤ کو مندرجہ ذیل طور پر جوڑنے کی اجازت دیتی ہیں۔ تھرمل توازن میں کسی نوع کے لیے، اس کی جگہ (کے لیے اور کے لیے) لی جا سکتی ہے۔ اوپر گریڈ-بی ڈرفٹ کے لیے اظہار کو اس کیس کے لیے دوبارہ لکھا جا سکتا ہے جب یہ منحنی پن کی وجہ سے ہو۔ یہ سب سے زیادہ آسانی سے اس بات کا احساس کر کے کیا جاتا ہے کہ خلا میں، ایمپیئر کا قانون ہے۔ سلنڈریکل نقاط میں اس طرح منتخب کیا جاتا ہے کہ ایزموتھل سمت مقناطیسی میدان کے متوازی ہو اور شعاعی سمت میدان کے میلان کے متوازی ہو، یہ بن جاتا ہے۔ عام طور پر ایک ارتعاشی برقی میدان کے نتیجے میں پولرائزیشن ڈرفٹ ہوتا ہے جو مرحلے سے 90 ڈگری باہر ارتعاش کرتا ہے۔ بڑے پیمانے پر انحصار کی وجہ سے، اس اثر کو جمود بہاؤ بھی کہا جاتا ہے۔ عام طور پر پولرائزیشن ڈرفٹ کو الیکٹرانوں کے لیے ان کی نسبتا کم کمیت کی وجہ سے نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ ڈائیمیگنیٹک ڈرفٹ ڈائیمیگنیٹک ڈرفٹ دراصل ایک گائیڈنگ سینٹر ڈرفٹ نہیں ہے۔ دباؤ کا میلان کسی ایک ذرہ کے بہاؤ کا سبب نہیں بنتا۔ بہر حال، سیال کی رفتار کی تعریف حوالہ کے علاقے سے گزرنے والے ذرات کی گنتی سے کی جاتی ہے، اور دباؤ کے میلان کے نتیجے میں ایک سمت میں دوسرے کے مقابلے میں زیادہ ذرات ہوتے ہیں۔ سیال کی خالص رفتار بہاؤ کے بہاؤ کے ذریعے دی جاتی ہے۔ بہاؤ کے اہم استثناء کے ساتھ، مختلف چارج شدہ ذرات کی بہاؤ کی رفتار مختلف ہوگی۔ رفتار میں اس فرق کے نتیجے میں کرنٹ پیدا ہوتا ہے، جبکہ بہاؤ کی رفتار کا بڑے پیمانے پر انحصار کیمیائی علیحدگی کا باعث بن سکتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں پلازما کی فہرست (طبیعیات) مضامین حوالہ جات پلازما طبیعیات