Sawtooth crashes on tokamak plasmas exhibit relaxation much faster than resistive time scales via a mechanism not fully understood. Using core magnetic measurements from the Radial Interferometer-Polarimeter (RIP) diagnostic on the DIII-D tokamak, Grad–Shafranov equilibria constrained by internal magnetic measurements that have high time resolution (µs) can be computed, allowing analysis of how equilibrium parameters such as safety factor q, current density J, and parallel electric field , particularly on-axis, evolve. At the sawtooth crash, on-axis safety factor q0 is observed to rise by 5% but remain below 1 throughout the cycle, and on-axis current density J0 is observed to drop by 5%. On-axis parallel electric field is found to be balanced by (resistivity times on-axis current density) except during the 200 µs crash period, where reaches 22 V m−1, exceeding by a factor of more than 2000. These first measurements in tokamak plasmas verify that generalized Ohm's law is not balanced during the crash by resistive effects alone; this is a finding expected due to the relaxation being much faster than resistive timescales. Measurement of the electric field during the tokamak sawtooth serves to illuminate the physical mechanisms at work.
トカマクプラズマにおける鋸歯状波クラッシュは、完全には理解されていない機構によって、抵抗性時間スケールよりもはるかに速い緩和を示す。DIII-DトカマクのRadial Interferometer-Polarimeter（RIP）診断装置によるコア磁気計測を用いることで、高時間分解能（µs）を有する内部磁気計測によって拘束されたGrad–Shafranov平衡を計算でき、これにより安全係数q、電流密度J、そして特に軸上の平行電場などの平衡パラメータがどのように時間発展するかを解析できる。鋸歯状波クラッシュ時、軸上安全係数q0は5%上昇することが観測されるが、サイクル全体を通じて1未満のままである。また、軸上電流密度J0は5%低下することが観測される。軸上平行電場は、200 µsのクラッシュ期間を除いて、（抵抗率×軸上電流密度）によってバランスされることが見いだされる。クラッシュ期間中は、軸上平行電場が22 V m−1に達し、（抵抗率×軸上電流密度）を2000倍以上上回る。トカマクプラズマにおけるこれらの初めての計測は、クラッシュ中に一般化オームの法則が抵抗効果のみではバランスされないことを検証する。これは、緩和が抵抗性時間スケールよりもはるかに速いことから予想される知見である。トカマク鋸歯状波中の電場の計測は、働いている物理機構を解明するのに役立つ。