Гамильтониан в теории ведущего центра: подход на основе симплектической структуры

Приближение ведущего центра широко используется при исследовании движения заряженных частиц в сильных магнитных полях. Это приближение основано на сохранении адиабатического инварианта — магнитного момента. Гамильтоновы уравнения для движения ведущего центра традиционно вводятся с использованием неканонической симплектической структуры. При этом подходе приходится применять неканоническую гамильтонову теорию возмущений для вычисления поправок к магнитному моменту. В настоящей работе излагается альтернативный подход, приводящий к каноническим гамильтоновым уравнениям для движения ведущего центра в нестационарных электромагнитных полях. В соответствующей канонической симплектической структуре разделены пары сопряженных переменных, отвечающих трем типам движения: гировращению, движению вдоль магнитного поля и дрейфу поперек магнитного поля. Полученная форма гамильтониана и симплектической структуры допускает простое введение адиабатического инварианта и может быть полезна при исследовании различных плазменных систем.