By employing both nonlinear gyrokinetic simulation and analytical theory, we have investigated the effects of zonal (electromagnetic) fields on the energetic particle's (EPs) drive of reversed-shear Alfvén eigenmodes (AEs) in tokamak plasmas. Contrary to the conventional expectation, simulations with zonal fields that are turned on and off in the EP dynamics while keeping the full nonlinear dynamics of the thermal plasma indicate that zonal fields further enhance the instability drive and thus lead to a higher saturation level. These puzzling simulation results can be understood analytically in terms of the general fishbone-like dispersion relation with the correspondingly different EP phase-space structures induced by the zonal fields. Analytical expressions for the zonal fields that are beat driven by the reversed-shear AEs are also derived, and shown to be in good agreement with the simulation results.
非線形ジャイロ運動論的シミュレーションと解析理論の両方を採用することにより、トカマクプラズマにおける反転シア・アルフヴェン固有モード（AE）の高エネルギー粒子（EP）による駆動に対して、帯状（電磁）場が及ぼす影響を調査した。従来の予想に反して、熱的プラズマの完全な非線形ダイナミクスを保持しつつ、EPダイナミクスにおいて帯状場をオン・オフしたシミュレーションは、帯状場が不安定性駆動をさらに増強し、それによってより高い飽和レベルに導くことを示している。これらの不可解なシミュレーション結果は、帯状場によって誘起されるそれに対応して異なるEP位相空間構造を伴う一般化されたフィッシュボーン型分散関係の観点から、解析的に理解することができる。反転シアAEによってビート駆動される帯状場の解析的表式も導出され、シミュレーション結果と良好に一致することが示される。