Exponential spectra have been observed in the edges of tokamaks, stellarators, helical devices and linear machines. The observation of exponential power spectra is significant because such a spectral character has been closely associated with the phenomenon of deterministic chaos by the nonlinear dynamics community. The proximate cause of exponential power spectra in both magnetized plasma edges and nonlinear dynamics models is the occurrence of Lorentzian pulses in the time signals of fluctuations. Lorentzian pulses are produced by chaotic behavior in the separatrix regions of plasma E × B flow fields or the limit cycle regions of nonlinear models. Chaotic advection, driven by the potential fields of drift waves in plasmas, results in transport. The observation of exponential power spectra and Lorentzian pulses suggests that fluctuations and transport at the edge of magnetized plasmas arise from deterministic, rather than stochastic, dynamics.
指数スペクトルは、トカマク、ステラレーター、ヘリカル装置、および線形装置の端部において観測されている。指数型パワースペクトルの観測は、非線形力学の研究コミュニティによって、そのようなスペクトルの特性が決定論的カオスの現象と密接に関連付けられていることから、重要である。磁化プラズマの端部と非線形力学モデルの両方における指数型パワースペクトルの直接的な原因は、時間変動シグナルにおけるローレンツ型パルスの発生である。ローレンツ型パルスは、プラズマのE×B流れ場のセパラトリックス領域、または非線形モデルのリミットサイクル領域におけるカオス的挙動によって生成される。プラズマ中のドリフト波のポテンシャル場によって駆動されるカオス的アドベクションは、輸送をもたらす。指数型パワースペクトルとローレンツ型パルスの観測は、磁化プラズマの端部における変動と輸送が、確率的ではなく決定論的な力学に起因することを示唆している。