We present a multi-scale model of quasi-mode evolution in a stochastic magnetic field. The similarity between a quasi-mode and a ballooning mode enables us to address the challenges arising from the disparate geometries in the theories of ballooning modes in the presence of resonant magnetic perturbations. We obtain useful insights into our understanding of ballooning mode dynamics in a stochastic background. To maintain quasi-neutrality at all scales, the beat between the quasi-mode and the stochastic magnetic field drives microturbulence, which drives the turbulent background that promotes mixing and damps the quasi-mode. As a result of the broad mode structure of the quasi-mode, the turbulent viscosity and the turbulent diffusivity produced by the microturbulence are larger than those in our related study on resistive interchange modes. The stochastic magnetic field can also enhance the effective plasma inertia and reduce the effective drive, thereby slowing the mode growth. A nontrivial correlation between the microturbulence and the magnetic perturbations is shown to develop. This could account for the reduction in the Jensen–Shannon complexity of pedestal turbulence in the Resonant Magnetic Perturbation Edge-Localized Mode suppression phase observed in recent experiments. Directions for future experimental and theoretical studies are suggested.
我々は、確率的磁場中における準モード発展のマルチスケールモデルを提示する。準モードとバルーニングモードの類似性により、共鳴磁場摂動の存在下でのバルーニングモード理論に起因する、異なる幾何学形状から生じる課題に対処することが可能となる。我々は、確率的背景中でのバルーニングモードダイナミクスの理解に有益な洞察を得る。すべてのスケールで準中性を維持するために、準モードと確率的磁場との間のビートが微視的乱流を駆動し、その微視的乱流が混合を促進し準モードを減衰させる乱流背景を駆動する。準モードの広いモード構造の結果として、微視的乱流によって生成される乱流粘性と乱流拡散係数は、抵抗性交換モードに関する我々の関連研究におけるものより大きい。確率的磁場はまた、実効プラズマ慣性を増強し、実効駆動を低減させ、それによってモード成長を遅くすることができる。微視的乱流と磁場摂動との間の非自明な相関が発達することが示される。これは、最近の実験で観測された、共鳴磁場摂動-周辺局在モード抑制相におけるペデスタル乱流のジェンセン–シャノン複雑性の減少を説明し得る。今後の実験的および理論的研究の方向性が提案される。