In this work, we use the new Spectroscopic Gas Puff Imaging diagnostic of the TJ-II stellarator to study edge turbulence. This diagnostic allows measuring electron density and temperature fluctuations simultaneously in a two-dimensional region in the plasma edge. We compare the properties of turbulence in two heating phases, namely the low-density Electron Cyclotron Resonance Heating (ECRH) phase and the high-density Neutral Beam Injection (NBI) phase. In the plasma edge region, , turbulent structures have a diameter of cm in ECRH and cm in NBI, while and are strongly correlated and in phase. The structures are elongated and not aligned with flux surfaces. Rescaled range analysis shows that electron density and temperature fluctuations are persistent, indicating the presence of some turbulence regulation mechanism. Notably, electron temperature fluctuations are more persistent than electron density fluctuations. Simultaneously, causal analysis, based on the transfer entropy, reveals a net causal information flow from electron temperature to electron density fluctuations. These two results suggest that a turbulent mechanism is regulating edge electron temperature fluctuations, while electron density fluctuations follow. Also, Entropy-Complexity analysis shows that edge fluctuations exhibit nontrivial deterministic behavior, especially in the high-density phase.
本研究では、TJ-IIステラレータの新しい分光式ガスパフイメージング診断装置を用いて、周辺乱流を研究する。この診断装置は、プラズマ周辺部の二次元領域において、電子密度変動と電子温度変動を同時に測定することを可能にする。我々は、低密度の電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）位相と高密度の中性粒子ビーム入射（NBI）位相という2つの加熱位相における乱流の特性を比較する。プラズマ周辺領域では、 、乱流構造はECRHでは cm、NBIでは cmの直径を持ち、一方 と は強く相関し、同位相である。構造は細長く、磁気面に沿って整列していない。リ・スケールド・レンジ解析は、電子密度変動と電子温度変動が持続的であることを示しており、何らかの乱流調節機構の存在を示唆している。特に、電子温度変動は電子密度変動よりも持続的である。同時に、転移エントロピーに基づく因果解析は、電子温度から電子密度変動への正味の因果情報フローを明らかにする。これらの2つの結果は、乱流機構が周辺部の電子温度変動を調節しており、電子密度変動はそれに従うことを示唆している。また、エントロピー-複雑性解析は、周辺部の変動が非自明な決定論的挙動を示すことを示しており、特に高密度位相で顕著である。