В ходе исследований, проведенных на сегодняшний день, многие исследователи пытались прояснить механизм H-режима. В нормальных условиях, когда существует баланс ионов и электронов, в плазме не может быть сильного электрического поля. Это условие соответствует L-режиму.
Согласно теории, в H-режиме из-за небольшого отклонения в распределении ионов и электронов в краевой области плазмы создается сильное электрическое поле, и предсказывалось подавление турбулентности. Впоследствии с помощью самой передовой диагностики того времени было показано, что структура электрического поля, предсказанная исследователями-теоретиками, действительно существует. Как формируется эта структура электрического поля, оставалась загадкой.
Что касается этой загадки, исследования продолжаются с момента открытия H-режима, и этот вопрос не был решен более тридцати лет, до сих пор.
Здесь исследовательская группа профессоров Тацуя Кобаяши, Кимитака Ито и Такеши Идо из NIFS участвовала в совместных исследованиях с Национальными институтами квантовой и радиологической науки и технологий (QST) и Университетом Кюсю. С помощью зонда «Heavy Ion Beam Probe», разработанного в NIFS, они измерили потенциал плазмы токамака QST JFT-2M.
В результате анализа экспериментальных данных они открыли механизм генерации электрического поля, который последние тридцать лет оставался загадкой.
«Отклонение» в распределении ионов и электронов, создающих сильное электрическое поле, вызвано электрическим током, который течет в радиальном направлении.
Механизм, который производит этот электрический ток, предлагался много раз, но какой эффект был особенно важным, еще не было выяснено. В ходе своих измерений и анализа они обнаружили, что эффекты, возникающие из-за различий в траекториях электронов и ионов, играют особенно важную роль в генерации электрического тока.
Хотя экспериментальные данные, использованные в этих экспериментах, были собраны в 1999 году, они дали передовые результаты новейшей теоретической физики и разработки аналитических методов. Тот факт, что результаты семнадцатилетней давности способствовали прогрессу в физике плазмы сегодня, указывает на высокое качество этих экспериментальных данных.