Geodesic acoustic modes (GAMs) are ubiquitous oscillatory flow phenomena observed in toroidal magnetic confinement fusion plasmas, such as tokamaks and stellarators. They are recognized as the non-stationary branch of the turbulence driven zonal flows which play a critical regulatory role in cross-field turbulent transport. GAMs are supported by the plasma compressibility due to magnetic geodesic curvature—an intrinsic feature of any toroidal confinement device. GAMs impact the plasma confinement via velocity shearing of turbulent eddies, modulation of transport, and by providing additional routes for energy dissipation. GAMs can also be driven by energetic particles (so-called EGAMs) or even pumped by a variety of other mechanisms, both internal and external to the plasma, opening-up possibilities for plasma diagnosis and turbulence control. In recent years there have been major advances in all areas of GAM research: measurements, theory, and numerical simulations. This review assesses the status of these developments and the progress made towards a unified understanding of the GAM behaviour and its role in plasma confinement. The review begins with tutorial-like reviews of the basic concepts and theory, followed by a series of topic orientated sections covering different aspects of the GAM. The approach adopted here is to present and contrast experimental observations alongside the predictions from theory and numerical simulations. The review concludes with a comprehensive summary of the field, highlighting outstanding issues and prospects for future developments.
測地音響モード（GAM）は、トカマクやヘリカル型などのトロイダル磁場閉じ込め核融合プラズマにおいて観測される、遍在する振動流現象である。GAMは、乱流駆動型の帯状流の非定常分岐として認識されており、帯状流は交差輸送方向の乱流輸送において決定的な制御的役割を果たす。GAMは、あらゆるトロイダル閉じ込め装置に固有の特徴である磁気測地線曲率によるプラズマ圧縮性によって支えられている。GAMは、乱流渦の速度シアリング、輸送の変調、およびエネルギー散逸の追加経路の提供を通じて、プラズマ閉じ込めに影響を及ぼす。GAMはまた、高エネルギー粒子によって駆動されたり（いわゆるEGAM）、プラズマの内部および外部の両方の様々な他のメカニズムによって励起されることもあり、プラズマ診断や乱流制御の可能性を切り開くものである。近年、GAM研究のあらゆる分野（計測、理論、数値シミュレーション）において大きな進展が見られた。本総説は、これらの発展の現状と、GAMの挙動およびプラズマ閉じ込めにおけるその役割の統一的理解に向けた進捗を評価するものである。本総説は、基本概念と理論のチュートリアル的なレビューから始まり、その後、GAMのさまざまな側面を扱う一連のトピック別セクションが続く。ここで採用したアプローチは、実験観測を理論および数値シミュレーションからの予測と対比して提示することである。本総説は、この分野の包括的な要約で締めくくり、未解決の問題と今後の発展の見通しに焦点を当てる。