The low-to-high confinement (L-H) transition is critical for understanding plasma bifurcations and self-organization in high-temperature fusion plasmas. This paper reports a probabilistic theory of the L-H transition, in particular, a probability density function of power threshold Qc for the first time. Specifically, by utilizing a stochastic prey-predator model with energy-conserving zonal flow-turbulence interactions and extensive GPU computing, we investigate the effects of stochastic noises, external perturbations, time-dependent input power ramping, and initial conditions on the power threshold uncertainty. The information geometry theory (information rate, causal information rate) is employed to highlight how statistical properties of turbulence, zonal flows, and mean pressure gradient change over the transition, clarifying self-regulation and causal relations among them.
低から高閉じ込め（L-H）遷移は、高温核融合プラズマにおけるプラズマ分岐と自己組織化を理解する上で極めて重要である。本論文は、L-H遷移の確率論的理論、特にパワー閾値Qcの確率密度関数を初めて報告するものである。具体的には、エネルギー保存型帯状流-乱流相互作用を伴う確率的捕食者-被食者モデルと大規模GPU計算を利用することにより、確率的ノイズ、外部摂動、時間依存の入力パワーランプ、および初期条件がパワー閾値の不確実性に及ぼす影響を調査する。情報幾何学理論（情報率、因果情報率）を用いて、乱流、帯状流、および平均圧力勾配の統計的性質が遷移中にどのように変化するかを強調し、それらの間の自己制御と因果関係を明らかにする。