Так движутся заряженные частицы в магнитном поле.
а. В однородном поле частицы движутся по спиралям, образуя круговые токи. Такой виток проявляет свойства диамагнетика и выталкивается из поля. Это сильно затрудняет удержание плазмы в токамаках и стеллараторах, где поле и плазма перемешаны. б. Если плазму поле только окружает ⌠коркой■, диамагнитные свойства витков играют положительную роль. Поле заворачивает влетевшую в него частицу и надежно удерживает плазменный шнур.

Попытка причесать волосатый шар обречена на неудачу: на его ⌠полюсах■ неизбежно останется торчать хотя бы по одному волоску. С тором никаких проблем не возникнет ≈ его ⌠прическу■ можно уложить гладко по всей поверхности. Аналогично расположены силовые линии магнитного поля соответствующей конфигурации: поле способно полностью охватить ⌠бублик■, надежно заперев в нем плазму, а в сфере неизбежно останутся щели. Именно поэтому камеры токамаков и стеллараторов имеют форму тора.

Устойчивая (а) и неустойчивая (б) границы раздела плазма ≈ поле. Если силовые линии поля вогнуты, плазменный язык, возникший из-за случайного возмущения, будет попадать во все более сильное поле, и оно вернет плазму на место. Если же поле выпукло, любая неустойчивость станет развиваться и магнитный барьер разрушится.

Галатея, созданная в университете штата Висконсин, США.

Плазменный шнур будет устойчив, если его окружить ⌠забором■ или ⌠коркой■ из магнитных полей с вогнутыми границами (а). При этом в острых углах между полями образуются щели, сквозь которые убегает плазма. Чтобы предотвратить потери, щели нужно замкнуть попарно дополнительными полями. Частицы из основного объема образуют внутри их плазменные слои ≈ мантии (б). Такую конфигурацию поля способны создать только кольцевые проводники с током, целиком погруженные в плазму и не имеющие опор, ≈ миксины (в). Свободно висящие, ⌠левитирующие■ проводники требуют наличия трех дополнительных групп электромагитных катушек: опорных, которые создают поле, поддерживающее миксины, фиксаторов их относительного положения и стабилизаторов, обеспечивающих устойчивость положения каждой миксины. Ловушка, содержащая все эти элементы, и называется галатеей.

Голубое свечение аргоновой плазмы в галатее ЭРЛ≈М (неофициальное название ≈ ⌠Авоська■), собранной в МИРЭА. Ее основу составляет пара тонких катушек-миксин диаметром 30 сантиметров, расположенных параллельно. Они создают магнитное поле напряженностью около 100 эрстед. Между катушками, в область нулевого поля помещен катод; анодом служит стенка вакуумной камеры. При напряжении 200≈300 вольт в камере возникает разрядный ток 0,2≈0,3 ампера, и электроны разгоняются до энергии, соответствующей температуре 200≈300 тысяч градусов