Differential rotation is induced in tokamak plasmas when an underlying symmetry of the governing gyrokinetic-Maxwell system of equations is broken. One such symmetry-breaking mechanism is considered here: the turbulent acceleration of particles along the mean magnetic field. This effect, often referred to as the 'parallel nonlinearity', has been implemented in the δf gyrokinetic code stella and used to study the dependence of turbulent momentum transport on the plasma size and on the strength of the turbulence drive. For JET-like parameters with a wide range of driving temperature gradients, the momentum transport induced by the inclusion of turbulent acceleration is similar to or smaller than the ratio of the ion Larmor radius to the plasma minor radius. This low level of momentum transport is explained by demonstrating an additional symmetry that prohibits momentum transport when the turbulence is driven far above marginal stability.
トカマクプラズマにおいて、支配するジャイロ運動論的-マクスウェル方程式系の基礎となる対称性が破られると、差動回転が誘起される。ここでは、そのような対称性を破る機構の一つとして、平均磁場に沿った粒子の乱流的加速を考える。この効果はしばしば「平行非線形性」と呼ばれ、δfジャイロ運動論コードstellaに実装され、乱流的運動量輸送のプラズマサイズおよび乱流駆動強度への依存性の研究に用いられた。JET類似のパラメータで、駆動温度勾配を広範囲に変化させた場合、平行非線形性の導入による運動量輸送は、イオンラーモア半径とプラズマ半径の比と同程度かそれ以下であることが示された。この低い運動量輸送レベルは、乱流が臨界安定性を十分に超えて駆動される場合に運動量輸送を禁止する追加の対称性が存在することを示すことによって説明される。