In many areas of research, from neurobiology to nuclear fusion, which investigate complex dynamical systems involving numerous, different and interconnected physical quantities, the application of advanced analysis tools based on Chaos theory and Information theory has provided significant improvements both by supporting theoretical models and by highlighting hidden relationships between quantities characterizing the observed phenomena. The present article is therefore devoted to the analysis of synchronization experiments in magnetically controlled plasmas at JET, involving a 'target' quantity (sawteeth) and a 'driver' (modulated injected radio frequency) one. The typical approach to such analysis would start from assuming that the coupling between driver and target is free from external influences. However, since sawteeth can occur naturally and constitute a confounding factor in the analysis, by relaxing such an assumption a more realistic description of the system can emerge. The use of the conditional joint recurrence plots, complemented by the conditional transfer entropy, has provided further evidences supporting the effective influence of the pacing on the fast ions populations of both the minority and of the main plasma species in H-mode plasmas. The results highlight specific physical factors affecting the efficiency of the pacing and are in agreement with modelling estimates. The analysis performed then paves the way for future studies on more recent DT pulses performed at JET, and on data from other synchronization experiments.
多くの研究分野において、神経生物学から核融合に至るまで、多数の異なる相互接続された物理量を含む複雑な動的システムを調査する際に、カオス理論と情報理論に基づく高度な解析ツールの適用は、理論モデルの裏付けと、観測される現象を特徴付ける量間の隠れた関係の解明の両方において、顕著な改善をもたらしてきた。本稿は、JETにおける磁気的に制御されたプラズマ中の同期実験の解析に焦点を当てたものであり、そこでは「ターゲット」量(鋸歯状振動)と「ドライバー」量(変調された高周波入射)が関与する。このような解析への典型的なアプローチは、ドライバーとターゲット間の結合が外部の影響を受けないと仮定することから始まる。しかしながら、鋸歯状振動は自然に発生し得るため、解析における交絡因子を構成する。この仮定を緩和することにより、システムのより現実的な記述が可能となる。条件付き同時再帰プロットと、それに補完される条件付き伝達エントロピーの使用は、Hモードプラズマにおける少数派および主プラズマ種の両方の高速イオン集団に対するペーシングの実効的な影響を支持する更なる証拠を提供した。結果は、ペーシングの効率に影響を与える具体的な物理的要因を浮き彫りにし、モデリングによる推定と一致している。本解析は、JETで実施された最近のDTパルスや、他の同期実験からのデータに関する将来の研究への道を開くものである。