A series of dedicated experiments from the DIII-D tokamak provide spatially and temporally resolved measurements of electron density and temperature, and multiscale and multichannel fluctuations over a wide range of conditions. Measurements of long wavelength density fluctuations in the type-I ELMing H-mode pedestals routinely reveal a coexistence of multiple instabilities that exhibit dramatic different dynamic behaviors as q95 and temperature gradients are varied, apparently responsible for limiting pedestal temperature profiles. Two distinct frequency bands of density fluctuations are modulated by an ELM cycle with frequency above 200 kHz propagating in the electron diamagnetic direction in the lab frame (electron mode) and below 200 kHz propagating in the ion diamagnetic direction (ion mode). The electron mode amplitude peaks near the electron temperature gradient region and increases with q95 which seems to be correlated with the increased χe at higher q95, similar to the characteristics expected for the micro-tearing mode (MTM). At higher q95, during the inter-ELM period, the ion mode decays at the later phase of the ELM cycle. Consistently, the poloidal correlation length of the ion mode is also found to reduce, which suggests the possible E × B flow shear suppression of the ion mode at the later phase of the ELM cycle as the Er well recovers. In contrast, the electron mode grows during the ELM cycle and reaches saturation at around 50%–60% of the ELM period. Linear gyrokinetic simulations find the MTMs to be the most unstable mode in the pedestal electron temperature gradient region. The higher q95 and lower magnetic shear destabilize the MTMs. These observations provide key insights into the underlying physics of multifield properties and a rich dataset of experimental 'fingerprints' that enable new tests of theoretical pedestal models and lead to the development of a predictive model for pedestal formation on the ITER and future burning plasma experiments.
DIII-Dトカマクから得られた一連の専用実験により、広範囲の条件にわたって、電子密度と電子温度の空間的・時間的に分解された測定と、マルチスケールかつマルチチャンネルの揺動が提供される。type-I ELMing Hモードペデスタルにおける長波長密度揺動の測定は、q95と温度勾配が変化するにつれて劇的に異なる動的挙動を示す複数の不安定性の共存を日常的に明らかにしており、これらがペデスタル温度分布の制限に関与しているようである。200 kHzを超える周波数で実験室系において電子反磁性方向に伝播する（電子モード）ものと、200 kHz未満の周波数でイオン反磁性方向に伝播する（イオンモード）ものという、2つの異なる周波数帯の密度揺動がELMサイクルによって変調される。電子モードの振幅は電子温度勾配領域の近くでピークに達し、q95の増加とともに増大するが、これはより高いq95におけるχeの増加と相関しているようであり、マイクロティアリングモード（MTM）に期待される特性と類似している。より高いq95では、ELM間期の間に、イオンモードはELMサイクルの後期で減衰する。一貫して、イオンモードのポロイダル相関長も減少することが見出されており、これはEr井戸が回復するにつれて、ELMサイクルの後期にイオンモードがE×B流シアによって抑制される可能性を示唆している。対照的に、電子モードはELMサイクル中に成長し、ELM周期の約50%–60%で飽和に達する。線形ジャイロ運動論シミュレーションは、MTMがペデスタルの電子温度勾配領域において最も不安定なモードであることを見出している。より高いq95とより低い磁気シアはMTMを不安定化させる。これらの観測は、多場特性の根底にある物理への重要な洞察を提供し、理論的ペデスタルモデルの新たなテストを可能にする実験的「フィンガープリント」の豊富なデータセットを提供し、ITERおよび将来の燃焼プラズマ実験におけるペデスタル形成の予測モデルの開発につながる。