toroidisuudesta

Toroidisuus on termi, jolla viitataan esineen tai rakenteen ominaisuuteen, jossa geometrian tai topologian voidaan mallintaa toruksen kaltaiseksi eli donitsin muotoiseksi. Sana tulee toruksesta (donitsi) ja -isuus- suffixillä ilmaisee ominaisuutta. Topologisesti toroidinen pinta on sellainen, jolla on yksi aukko ja jonka topologinen tunnuskein genuksen mukaan on 1.

Matematiikassa toroidisuus liittyy pinnan topologiaan. Toroidin genuksi kutsutaan lukua 1 ja sen Eulerin karakteristikka on χ = 0. Esimerkiksi torus voidaan esittää kahdesta ympyrästä muodostuvana pinnana, joka on S^1 × S^1. Näin ollen toroidisuus kuvaa monimutkaisemman kupolin tai kappaleen mahdollisuutta katsoa yhdistettynä kahdella ympyrällä.

Fysiikassa ja tekniikassa toroidisuutta hyödynnetään erityisesti magneettisessa konfinoinnissa. Tokamak- ja stellarator-laitteet perustuvat toroidisesti muotoiltuun tilaan, jossa magneettinen kenttä luo sisäkkäisiä toroidisia pinnoja ja rajoittaa plasman kulkua. Tämä toroidinen geometria on keskeinen tekijä plasman vakauden ja konfinoinnin kannalta.

Sovelluksissa tavataan myös toroidisia komponentteja, kuten toroidisia käämiä (toroidal ydin) sähkötekniikassa. Toroidisuus näyttäytyy sekä luonnontieteissä että tekniikassa moninaisina esimerkkeinä toruksen topologiasta ja sen käytännön hyödyntämisestä.

Katso myös: torus, topologia, genus, Eulerin karakteristiikka, tokamak, stellarator, toroidinen koordinaatisto.