Experiments on the edge plasma of tokamaks have discovered magneticfluctuations which are highly correlated along the magnetic field, and arecorrelated with scale size of the electron inertial length (δ = c/ωpe) across the field. They are, in all probability, shearAlfvén waves. The FREJA, FAST, and Interball satellites have frequentlyencountered density striations in the auroral ionosphere. These can be narrow,also of the order of δ. Intense wave activity has been measured withinthese structures and tentatively identified as shear inertial (VA>Vthe) Alfvén waves. These waves have been studied in great detailin the Large Plasma Device at UCLA. The plasma, which is 10 m in length and500 ion Larmor radii in diameter (He (λ∥≈2 m),Ar (λ∥≈10 m, 1.5 kG, 40 cm plasma diameter,n = 1.0-4.0×1012 cm-3, fully ionized) supports Alfvénwaves. Our initial investigations, which will be briefly reviewed, involvedlow-amplitude (δBwave/B0≈10-4) shear waves launchedby modulating a skin depth size current channel, and have examined the wavecharacteristics in the kinetic (VA<Vthe) and inertial regimesand in magnetic field gradients. Launching higher-power waves (δBwave/B0⩾10-3) waves with the use of a helical antenna has extendedthese studies. Both shear Alfvén waves (ω<ωci) andcompressional Alfvén waves have been investigated. Below fci thewave fields slowly spread across the background magnetic field and the currentassociated with it forms a rotating spiral. The higher-power wave causes alocalized density perturbation when δBwave/B0 exceeds10-3 even when the wave propagates below the cyclotron frequency. Theperturbation is measured using Langmuir probes as well as laser-inducedfluorescence (LIF) signal from Ar II ions. We present data of the wavepropagation in which the temporal history of the vector magnetic field wasacquired at 20 000 spatial locations. The data is used to calculate 3D wavecurrents, wave phase fronts and energy propagation. In helium the wave patternis more complex than in argon. We also present the space and time evolution ofthe density perturbations associated with the wave in an Ar plasma. LIF datawas used to directly measure the ion motion in the electric field of the wave,ion polarization currents and the motion of the ions as they form the densitynon-uniformities.
トカマクの周辺プラズマにおける実験により、磁場に沿って高度に相関し、磁場を横切る方向には電子慣性長（δ = c/ωpe）のスケールサイズと相関する磁気揺動が発見された。これらは、ほぼ間違いなくシアー・アルフヴェン波である。FREJA、Interball、およびFast衛星は、オーロラ電離圏において密度ストリエーションに頻繁に遭遇している。これらは狭く、やはりδのオーダーである。これらの構造内部では、強い波動活動が測定されており、暫定的に慣性シアー・アルフヴェン波（VA>Vthe）として同定されている。これらの波は、UCLAのLarge Plasma Deviceにおいて詳細に研究されてきた。この装置のプラズマは、長さ10m、直径40cm（He、λ∥≈2m、Ar、λ∥≈10m、1.5kG、n = 1.0〜4.0×10^12 cm^-3、完全電離）であり、イオンラーマー半径の500倍の直径を有する。我々の初期の研究では、表皮深さサイズの電流チャネルを変調することによって励起された低振幅（δBwave/B0≈10^-4）のシアー波を扱い、運動論的領域（VA<Vthe）および慣性領域における波動特性を調べた。また、磁場勾配中での波動特性も調べた。らせんアンテナを用いて高パワー波（δBwave/B0⩾10^-3）を励起することにより、これらの研究は拡張された。シアー・アルフヴェン波（ω<ωci）と圧縮性アルフヴェン波の両方が研究された。fci以下では、波動場は背景磁場を横切ってゆっくりと広がり、それに伴う電流は回転スパイラルを形成する。高パワー波は、波動がサイクロトロン周波数以下で伝播する場合でも、δBwave/B0が10^-3を超えると局所的な密度摂動を引き起こす。この摂動は、LangmuirプローブおよびAr IIイオンからのレーザー誘起蛍光（LIF）信号を用いて測定される。我々は、20,000の空間位置において時間的なベクトル磁場履歴が取得された波動伝播のデータを提示する。このデータは、3次元の波動電流、波動位相面、およびエネルギー伝播を計算するために使用される。ヘリウム中では、波動パターンはアルゴン中よりも複雑である。また、Arプラズマ中の波動に伴う密度摂動の空間的・時間的発展も提示する。LIFデータは、波動の電場中でのイオン運動、イオン分極電流、および密度非一様性を形成する際のイオンの動きを直接測定するために使用された。