The first experimental evidence showing the connection between blob/hole formation and zonal-flow generation was obtained in the edge plasma of the JET tokamak. Holes as well as blobs are observed to be born in the edge shear layer, where zonal-flows shear off meso-scale coherent structures, leading to disconnection of positive and negative pressure perturbations. The newly formed blobs transport azimuthal momentum up the gradient of the azimuthal flow and drive the zonal-flow shear while moving outwards. During this process energy is transferred from the meso-scale coherent structures to the zonal flows via the turbulent Reynolds stress, resulting in nonlinear saturation of edge turbulence and suppression of meso-scale fluctuations. These findings carry significant implications for the mechanism of structure formation in magnetically confined plasma turbulence.
ブロブ/ホール形成と帯状流生成の関連を示す最初の実験的証拠は、JETトカマクの周辺プラズマで得られた。ホールとブロブの両方が、周辺シア層で生まれることが観測された。そこでは帯状流がメソスケールのコヒーレント構造をせん断し、正と負の圧力擾乱の分断を引き起こす。新たに形成されたブロブは、方位角方向の運動量を方位角流の勾配に逆らって輸送し、外向きに移動しながら帯状流シアを駆動する。この過程で、乱流レイノルズ応力を介してメソスケールのコヒーレント構造から帯状流へエネルギーが伝達され、その結果、周辺乱流の非線形飽和とメソスケール変動の抑制が生じる。これらの発見は、磁気閉じ込めプラズマ乱流における構造形成のメカニズムに重要な意味を持つ。