Recent observations of magnetic fluctuation activity in the Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) reveal the presence of plasmas with bands of both low and high frequency magnetic fluctuations. Such plasmas exhibit a spectrum of low frequency modes with adjacent toroidal mode numbers, for which the measured frequency is near the Doppler shifted rotation frequency of the plasma. These are thought to be tearing modes. Also present are a spectrum of high frequency modes (e.g. Alfvén, fishbone and/or ICE). The frequency and mode number of the tearing mode and its harmonics is identical to the frequency and mode number splitting of the high frequency MHD activity, strongly suggesting that the high frequency splitting is produced by modulation of the high and low frequency modes. We describe a strong modulation model, in which the nonlinear terms are fitted to produce the amplitude envelope profile of the tearing mode. A bispectral analysis proves that the low frequency modes are indeed in phase with the fundamental, while Fourier-SVD mode analysis confirms the mode numbers are toroidal harmonics. Employing this model, the sideband amplitude profile of the high frequency modes is predicted, and found to be in good agreement with experimental observations. Also, toroidal mode number splitting of the high frequency activity matches the mode number of the tearing mode. Weak evidence is found to indicate the Alfvénic sidebands are in phase with the Alfvén eigenmode fundamental. The findings support predictions of a strong modulation model, and suggest a need to further develop nonlinear MHD theory to predict the amplitude of coupled sidebands, and so corroborate the observed nonlinear plasma response.
メガアンペア球状トカマク（MAST）における磁気揺動の最近の観測により、低周波数および高周波数の磁気揺動のバンドを有するプラズマの存在が明らかになった。このようなプラズマは、隣接するトロイダルモード数を有する低周波数モードのスペクトルを示し、その測定周波数はプラズマのドップラーシフト回転周波数に近い。これらはティアリングモードであると考えられる。また、高周波数モードのスペクトル（例：アルヴェン、フィッシュボーン、および/またはICE）も存在する。ティアリングモードとその高調波の周波数およびモード数は、高周波数MHD活動の周波数およびモード数の分割と同一であり、高周波数の分割が高周波数モードと低周波数モードの変調によって生じることを強く示唆している。我々は、非線形項がティアリングモードの振幅包絡線プロファイルを生成するように適合された強変調モデルを記述する。バイスペクトル解析により、低周波数モードが実際に基本波と位相が一致していることが証明され、フーリエSVDモード解析により、モード数がトロイダル高調波であることが確認される。このモデルを適用することで、高周波数モードの側帯波振幅プロファイルが予測され、実験観測と良好な一致を示す。また、高周波数活動のトロイダルモード数の分割は、ティアリングモードのモード数と一致する。アルヴェン側帯波がアルヴェン固有モードの基本波と位相が一致していることを示す弱い証拠が見出された。これらの知見は強変調モデルの予測を支持し、結合側帯波の振幅を予測し、観測された非線形プラズマ応答を裏付けるために、非線形MHD理論のさらなる発展の必要性を示唆している。