Turbulence in fluids and plasmas is ubiquitous in Nature and in the laboratory. Contrary to the importance of the 'scale-free' nature of cascade in neutral fluid turbulence, the turbulence in plasma is characterised by dynamics of distinct length scales. The cross-scale interactions can be highly non-symmetric so as to generate the plasma turbulence structures. Here we report that the system of hyper-fine electron-temperature-gradient (ETG) fluctuations and microscopic drift-wave (DW) fluctuations is strongly influenced by the sign of the gradient of the radial electric field through multiscale nonlinear interactions. The selective suppression effects by radial electric field inhomogeneity on DW mode induce a new route to modify ETG mode. This suppression mechanism shows disparity with respect to the sign of the radial electric field inhomogeneity, which can be driven by turbulence, so that it could be a new source for symmetry breaking in the turbulence structure formation in plasmas.
流体中の乱流は、自然界および実験室において遍在する。中性流体乱流におけるカスケードの「スケール不変性」の重要性とは対照的に、プラズマ中の乱流は、異なる長さスケールのダイナミクスによって特徴づけられる。クロススケール相互作用は、高度に非対称的であり得るため、プラズマ乱流構造を生成する。ここでは、超微細電子温度勾配(ETG)揺動と微視的ドリフト波(DW)揺動のシステムが、多スケール非線形相互作用を通じて、径方向電場の勾配の符号によって強く影響されることを報告する。径方向電場の不均一性によるDWモードの選択的抑制効果は、ETGモードを変調する新たな経路を誘起する。この抑制メカニズムは、径方向電場の不均一性の符号に関して非対称性を示す。この電場不均一性は乱流によって駆動され得るため、プラズマ中の乱流構造形成における対称性破れの新たな起源となり得る。