A method for zonal flow study by using direct density fluctuation measurements is proposed. When ambient drift-wave turbulence is modulated by zonal flows (i.e. in the drift-wave-zonal flow systems), an envelope of the ambient density fluctuations has spectral peaks around zonal flow frequencies. A spectral peak at the geodesic acoustic mode (GAM) frequency is observed in the envelope of the ambient density fluctuations measured in edge plasma of the JFT-2M tokamak. The significant cross-bicoherence is also found between the ambient density fluctuations and its envelope in the GAM frequency. This result demonstrates that we can measure the GAM only by using density fluctuation data. This method provides a possibility of zonal flow research in burning core plasma by density fluctuation diagnostics such as microwave reflectometry.
プラズマの帯状流を密度揺動の直接測定を用いて研究する方法を提案する。周囲のドリフト波乱流が帯状流によって変調されるとき（すなわち、ドリフト波-帯状流システムにおいて）、周囲の密度揺動の包絡線は帯状流周波数付近にスペクトルピークを持つ。JFT-2Mトカマクの周辺プラズマで測定された密度揺動の包絡線には、測地線音響モード（GAM）周波数におけるスペクトルピークが観測された。また、密度揺動とその包絡線の間には、GAM周波数において有意なバイコヒーレンスが検出された。この結果は、密度揺動データのみを用いてGAMを測定できることを示している。この手法は、マイクロ波反射計などの密度揺動診断を用いて、燃焼プラズマにおける帯状流研究の可能性を提供する。