In recent years, cyclotron harmonic phenomena have been encountered in many branches of plasma physics. For example, anomalously high noise radiation near the electron and ion cyclotron harmonic frequencies (nωce, nωci) has been observed from plasmas used in thermonuclear fusion studies. Transmission resonances near (nωce) have been detected in the laboratory in perpendicular propagation experiments, while satellite explorations have established the existence of ionospheric resonance effects near these frequencies. The substantial volume of experimental data accumulated on cyclotron harmonic phenomena can be interpreted qualitatively, and in some cases quantitatively, in terms of cyclotron harmonic waves whose propagation has been predicted for warm plasmas in a magnetic field. The review gives a brief outline of the theory, and concentrates on the basic physical mechanisms of the effects observed experimentally. These phenomena are of considerable practical importance in the understanding of processes occurring in fusion study devices, other laboratory discharges, and the ionosphere. There are several potential applications to plasma diagnostics; the paper concludes with a brief discussion of them.
近年、サイクロトロン高調波現象はプラズマ物理学の多くの分野で遭遇されている。例えば、熱核融合研究に使用されるプラズマから、電子およびイオンのサイクロトロン高調波周波数(nωce, nωci)付近の異常に高いノイズ放射が観測されている。垂直伝搬実験において、(nωce)付近の透過共鳴が実験室で検出されており、一方、衛星探査により、これらの周波数付近の電離圏共鳴効果の存在が確認されている。サイクロトロン高調波現象に関して蓄積された大量の実験データは、磁場中の温かいプラズマに対して伝搬が予測されているサイクロトロン高調波によって、定性的に、また場合によっては定量的に解釈することができる。本総説は理論の概要を簡潔に述べ、実験的に観測された効果の基本的な物理メカニズムに焦点を当てる。これらの現象は、核融合研究装置、その他の実験室放電、および電離圏において生じる過程の理解において、かなりの実用的重要性を持つ。プラズマ診断へのいくつかの潜在的な応用があり、本論文はそれらについての簡単な議論で締めくくられる。