The suppression of the microturbulence associated to the emergence of a spontaneous internal transport barrier has been recently demonstrated in a system showing a possible amplification of the zonal flow component in the low-frequency regime (Ghizzo and Del Sarto 2023 Nucl. Fusion63 104002). We use here numerical experiments performed with a 'particles modes' model based on a double average over the fast cyclotron phase and over the bounce (or transit) phase to show the major role played by energetic particles and shear flows in this scenario. 'Particle modes' are meant here as classes of particles, identified by some adiabatic invariant after a gyro-average procedure, which are associated to the description of some specific linear modes of the plasma. The introduction of energetic circulating ions or shear flows into the system makes a larger number of particle modes being involved in the synchronization process. A global synchronization of the Fourier modes of the turbulent spectrum can be this way achieved. This process allows for a bifurcation towards self-organization, which is associated to the emergence of a staircase-like structure. This is known to be an essential element in the modification of the zonal flow pattern in phase space during the suppression of microturbulence in tokamaks.
自発的内部輸送障壁の出現に伴う微視的乱流の抑制が、低周波数領域における帯状流成分の可能な増幅を示すシステムにおいて最近実証された(Ghizzo and Del Sarto 2023 Nucl. Fusion63 104002)。我々はここで、高速サイクロトロン位相とバウンス(またはトランジット)位相の両方にわたる二重平均に基づく「粒子モード」モデルを用いて行われた数値実験を用いて、このシナリオにおいて高エネルギー粒子とせん断流が果たす主要な役割を示す。「粒子モード」とは、ここでは、ジャイロ平均手順の後に何らかの断熱不変量によって識別され、プラズマの特定の線形モードの記述に関連付けられる粒子のクラスを意味する。系への高エネルギー循環イオンまたはせん断流の導入は、同期過程に関与するより多くの粒子モードをもたらす。このようにして、乱流スペクトルのフーリエモードの大域的同期が達成され得る。この過程は、階段状構造の出現を伴う自己組織化への分岐を可能にする。これは、トカマクにおける微視的乱流の抑制中に位相空間内の帯状流パターンを変更するための本質的な要素であることが知られている。