Experimental density and potential fluctuation data from a 2D probe array have been analysed to study the turbulent cascade in a toroidally confined magnetized plasma. The bispectral analysis technique used is from Ritz et al (1989 Phys. Fluids B 1 153) and Kim et al (1996 Phys. Plasmas3 3998). It has been tested on Hasegawa–Wakatani turbulence simulation data and then applied to experimental data from the TJ-K torsatron. The analysis has been done in 2D wavenumber space. Analysis of simulated and experimental data recover the analytically known growth rate and dispersion relation for drift-wave turbulence. The density fluctuations, which at the realistic collisionality are advected as a passive scalar with the vorticity, show power transfer from large to small scales, while the spectral power in potential fluctuations, which represents the energy, is transferred as an inverse cascade to larger scales. This is the first experimental evidence for the dual turbulent cascade in a magnetized plasma.
2次元プローブアレイからの実験的な密度および電位変動データを解析し、トーラス状に閉じ込められた磁化プラズマにおける乱流カスケードを研究した。使用したバイスペクトル解析手法は、Ritzら（1989 Phys. Fluids B 1 153）およびKimら（1996 Phys. Plasmas 3 3998）によるものである。この手法は、Hasegawa–Wakatani乱流シミュレーションデータで検証され、その後、TJ-Kトーサトロンの実験データに適用された。解析は2次元波数空間で行われた。シミュレーションおよび実験データの解析により、ドリフト波乱流の成長率と分散関係が解析的に既知の結果と一致することが確認された。現実的な衝突率において受動スカラーとして渦度とともに移流される密度変動は、パワーが大スケールから小スケールへと輸送されることを示す一方、エネルギーを表す電位変動におけるスペクトルパワーは、小スケールから大スケールへの逆カスケードとして輸送されることが示された。これは、磁化プラズマにおける二重乱流カスケードの初めての実験的証拠である。