The Role of Stochasticity in Sawtooth Oscillation AJ Lichtenberg, K. Itoh, S.

80 Pages·2010·1.41 MB·English

NNIIPFSS-—-110033
J.lPP9922001100770日
TThhee RRoollee ooff SSttoocchhaassttiicciittyy iinn SSaawwttooootthh OOsscciillllaattiioonn
AA.. 1J. . LLiicchhtteennbbeerrgg,， KK .. ItItoohh，, SS. -.-I1. . ItItoohh
aanndd AA.. FFuukkuuyyaammaa
((RReecceeiivveedd -- Jluullyy 2266，. 11 999911))
NN1IFFSS--1\0033 AAuugg.. 11999911
TThhiiss 四reppoorrtt wwaass pprrecppaarrecdd aass aa p prreepprriinntt ooff wwoorrkk ppeerrffoor口mneedd aass aa c coollllaabboorraattiioonn
陀resseeaarrcchh ooff tthhee NNaattiioonnaall IInnssttiittuuttee ffoorr FFuu日sioonn SScciieennccee ((NNItFFSS)) ooff JJaappaann目. TThh日is ddooccuummeenntt isi s
iinntteennddeedd ffoorr iinnffoornmnaattiioonn oonnllyy aanndd ffoorr ffuultuu陀re ppuubbliliccaattiioonn iin n aaj j oouumranla l afatfcter r ssoommee r reeaarrrraanngge e­
mmeennttss ooff iittss ccoonntteennttss .
IInnqquuiirriieess aabboouutt ccooppyyrriigghhtt aanndd rrecpprroodduuccttiioonn sshhoouulldd bbee aaddddrreesssscedd ttoo tthhee RReessceaarrcchh
IInnffoornmnaattiioonn CCcennttcerr,， NN aattiioonnaall IInnssttiittuuttce ffoorr FFuu日sioonn SScciieennccce，, NN aaggooyyaa 446644・-0011，, JJaappaann..
TThhee KRoollee ooff SSttoocchhaassttiicciittyy iinn SSaaw.ttooootthh OOsscciillllaattiioonn
AAIlIla.nn JJ.. LLiicchhtteennbbeerrgg
DDeeppaarrttmmeenntt ooff EElleeccttrriicca.ll EEnnggiinneeeerriinngg aanndd CCoommppuutteerr SScciieennccee
UUnniivveerrssiittyy ooff CCa.lliiffoorrnniia.,， BBeerrkkeelleeyy,， CCAA 9944772200
KKiimmiitta.kkaa I[ttoohh aanndd SSa.nna.ee- I1.. 1l1toohh
NNaattiioonnaall IInnssttiittuuttee ffoorr FFuussiioonn SScciieennccee,， CChhiikkuussaakkuu NNaaggooyyaa 446644--0011
AAttssuusshhii FFuukkuuyyaam四aa
FFaaccuullttyy ooff EEnnggiinneeeerriinngg,， OOkkaayy a.nm aa Uじnniivveerrssiittyy, ，OOkkaayy a.mma. 770000
KKeeyywwoorrddss:
SSaawwttooootthh OOsscciillllaattiioonnss,， S Sttoocchhaassttiiccaallllyy EEnnhhaanncceedd TTrraannssppoorrtt
CCooeeffffiicciieennttss,， MM aaggnneettiicc TTrriiggggeer ，'l, FFaasstt SSaawwttooootthh CCrraasshh, ，P Paarrttiiaall
RReeccoonnnneecctt iioonn
且Abbsstlrraacctt
，
SSttoocchhaassttiizzaattiioonn ooff ffiieellde lliinneess,， re2ssuullttiinngg :: rroo:-:L: ''.:.hhee iinn':t.ee:r-­
，
aaccttiioonn ooff tthhee ffuunnddaam皿eennttaall mm//nn=-ll//ll hheelliiccaall mmooddee wwiitthh ootthheer ppeerriioodd­-
iicciittiieess,， ppllaayyss aann iimmppoorrttaanntt rroollee iinn ssaawwttooootthh oosscciillllaattiioonnss.. TThhee
ttiimmee ssccaallee ffoorr tthhee ssttoocchhaassttiicc tteem田p~eerraattuurree ddiiffffuussiioonn iiss sshhoowwnn ttoo
bbee ssuuffffiicciieennttllyy ffaasstt ttoo aaccccoouunntt ffoorr tthhea ffaasstl ssaawwttooootthh ccrraasshh.. TThhee
eennhhaanncceedd eelleeccttrroonn aanndd iioonn vviissccoossiittyy,. aarriissiinngg ffrroomm tthhee ssttoocchhaassttiicc
ffiieelldd lliinneess., aarree ccaallccuullaatteedd.. TThhee eennhhaanncceedd eelleeccttrroonn vviissccoossiittyy
aallwwaayyss lleeaaddss ttoo aann iinniittiiaall iinnccrreeaassee iinr tthhee ggrroowwtthh rraattee ooff tthhee
回mooddee., tthhee ""回maaggnneettiicc ttrriiggggeerr"".. TThhee eennhhaanncceedd iioonn vviissccoossiittyy ccaann
uullttiimmaatteellyy lleeaadd ttoo nmooddee ssttaabbiilliizzaattiioonn bbeeffoorree aa ccoommpplleettee tteemmppeerraa­-
ttuurree rreeddiissttrriibbuuttiioonn oorr fflluuxx rreeccoonnnneeccttiioonn hhaass ooccccuurrrreedd.. AA d dyynnaammii­ 一
ccaall mmooddeell iiss iinnttrroodduucceedd ttoo ccaallccuullaattee tthhee ppaatthh ooff tthhee ssaawwttooootthh
oosscciillllaattiioonn tthhrroouugghh aa ppaarraammeetteerr ssppaaccee ooff sshheeaarr aanndd aammpplliittuuddee ooff
tthhee hheelliiccaall ppeerrttuurrbbaattiioonn,. iinncclluuddiinngg aa ssttoocchhaassttiicc ttrriiggggeerr ttoo aann
eennhhaanncceedd ggrroowwtthh rraattee,. ssttaabbiilliizzaattiioonn bbyy iioonn vviissccoossiittyy,. aanndd aa
pprreessccrriippttiioonn ffoorr fflluuxx rreeccoonnnneeccttiioonn aatt tthhee eenndd ooff tthhee ggrroowwtthh
pphhaassee.
OOuurr mmooddeell pprreeddiiccttss tthhaatt ffoouurr ttyyppeess ooff tthhee ssaawwttooootthh oosscciillllaaω­
ttiioonnss aarree ppoossssiibbllee eevveenn ffoorr aa ppllaassm回aa wwiitthh mmoonontoontico nic qq(r(~r) ) pprrooffiillee.
TThheerree aarree ttwwoo ttyyppeess ooff rreeaarrrraanng且eem田eennt t o 0ff t\1h: ee m田aaggnneettiicc ccoonnffiigguurraa­
ttiioonn:: aa ppaarrttiiaall--mmaaggnneettiicc rreeccoonnnneeccttiioonn.. iinn wwhhiicchh tthhee ssaaffeettyy ffaaccttoorr
oonn aaxxiiss qq((O0)) vvaalluuee oosscciillllaatteess aarroouunndd 00..77 w.iitthh 66qq((0日) = 0O..050;5 :aandn daa
ffuulll1 皿maaggnneettiicc rreeccoonnnneeccttiioonn,. ffoorr wwhhiicchh qq((0O)I oosscciillllaatteess bbeettwweeeen n I I
aanndd aabboouutt 00..88.. IInn aa ppaarrttiiaall rreeccoonnnneecctliioonn tthhee tteemmppeerraattuurree ffllaatt­
tteenniinngg iiss rraappildd aanndd ccaann bbee eeiitthheerr lliim回iitteedd ttoo aann aannnnuulluuss nneeaarr tthhee
-_ 22 -
qq 胃= 1l rraattiioonnaall ssuurrffaaccee .. wwhhiicchh tthhe~nn sg rr aa dd uu aal I: )I >p rporpoapgaagtaetses tot o thteh e
aaxxiiss,， oorr tthhee tteemmppeerraattuurree oonn aaxxiiss 7~,、((0ù) )ccana n rra:plti'd:ldy! y dedc:tacya,y ，w hwehne n
t
tthhee ssttoocchhaassttiicc rreeggiioonn iinnvvaaddeess tthhee g且et!oOmIielettrrilccala ゐa.xxiis.s . WiWtiht ha af uflull l
mmaaggnneettiicc rreeccoonnnneeccttiioonn,. TTe eCC 0日)) ccoollllaappsse~s s rarpaipdildy: yw hwehne n stsotcohcahsatsitciictiyt y
iiss pprreesseenntt oorr sslloowwllyy wwiitthhoouutl ssttoocchhaassttii::iitty.y ， TTheh e mraniani n fefaetaulruerse so fo f
tthhee m回ooddeell aarree ccoommppaarreed d wwiitth h eexxppeerriimrennetnatla l oobbsseerrvvaattiioonnss. . InI n papratrit­i-
ccuullaarr,. tthheeyy m皿aayy eexxppllaaiinn tthhee ssuuddddeen n ggrroQwwtht h ofo f thteh e hehleilciacla l pepretrutru­r-
bbaattiioonn,. tthhee ""四maaggnneettiicc ttrriiggggeerr"",. tthhee fraasst t ttiimem e ssccalael e ofo f thteh e tetme­m-
ppeerraattuurree ccoollllaappssee,. aa ppaarrttiiaall tteemmppeerraattuurre e ccoollllaappssee,. aandn d thteh e pepre­r'
ssiisstteennccee ooff aann mm//nnsl-/ll/ 1 isilsalnadn d thtrhoruoguhgohuotu t thteh es aswatwotootoh thc yccylcel. e
-- 33 ー-
S~ I1 1Inn tt rr oo dd IuI cctt ii 0o n n
AA ttookkaammaakk iiss ssuubbjjeecctt ttoo rreessiissttiiv.ee iinnssttaabbiilliittiieess oonn rraattiioonnaall
，
ssuurrffaacceess.. IIff tthhee rroottaattiioonnaall ttrraannssffoorrmm i*\-/1q=ノ\ q"1wwiitthhiinn tthhee ppllaassmmaa.
tthheenn tthhee cceennttrraall ccoorree iiss ssuubbjjeecctt ttoo llaarrggee aam皿pplliittuuddee rreellaaxxaattiioonn ooff
tthhee cceennttrraall tteemmppeerraattuurree,. kknnoowwnn aass ssaawwttooootthh oossccii1l1l aattiioonnss.. [[11 --33 ]]
TThheessee oosscciillllaattiioonnss ppllaayy aann iim皿ppoorrttaanntt rroollee iinn lliimmiittiinngg ttheh e ccoorree
ttee困mppeerraattuurree aanndd tthheerreeffoorree ccoonnssiid~eerraabbllee aatttteennttiioonn hhaass bbeeeenn ggiivveenn
ttoo uunnddeerrssttaannddiinngg tthheeiirr mmeecchhaanniissmm.
TThhee ssaawwttooooithh oosscciillllaattiioonnss aarree cchhaarraacctteerriizzeedd bbyy aa rreellaattiivveellyy
ssllooww bbuuiilldd--uupp ooff tteemmppeerraattuurree oonn tthhee aa .x iis sC( 皿msseecc ttiimmee ssccaallee ))
ffoolllloowweedd bbyy aa ffaasstt tteemmppeerraattuurree ccrraasshh (( くCl1O0O0^~sseecc )) w wiitthhiinn tthhee qq="ll
rraaddiiuuss.. BBeeffoorree tthhee ccrraasshh aa tteemmppeerraattuurree ffllaatttteenniinngg aarroouunndd tthhee qq="ll
ssuurrffaaccee oocccucrus rs ww'it hi h Em/lInJ"=I1/I11 h heεlliiccaall ssyymmmmeetlrryy (( tthhec mmaaggnneettiicc
iissllaanndd )).. DDeeppeennddiinngg oonn tthhee ssttaattee ooff tthhee ppllaassmmaa,. aa ddeeccaayyiinngg
hheelliiccaall ppeerrttuurrbbaattiioonn ccaann ssoommttiimmeess bbee sseeeenn aafftteerr tthhee ccrraasshb.
8Bo0tthh tthhee lliinneeaarr aanndd tthhee nnoonnlliinneeaarr ggrroowwtthh ooff tthhee iinnssttaabbiilliittyy,.
[[44-‘77]] aanndd tthhee tliimmee nneeeeddeedd ttoo bbuuiil ldd uupp tthhee ccoorree tteemmppeerraattuurree aafftteerr
aa ccrraasshh., hhaavvee bbeeeenn ccaa llceuullaatteedd.. [[88 --1 10 ]0 ] OnOene exepxlplaannaattiioonn ooff thtehe
ssaawwttooootthh iiss tthhaatl tthheerree iiss aa ffuullll ccoollllaappssee ooff bbootthh tthhee ccuurrrreenntt aanndd
tthhee tteemmppeerraattuurree., dduuee ttoo aa ggrroowwiinngg m皿aaggnneettiicc iissllaanndd wwhhiicchh rreeccoonn­-
nneeccttss aallll ooff tthhee ccoorree fflluuxx.. [[11 11]] EExxppecrriim皿eennttaall rreessuullttss,. hhoowweevveerr,.
hhaavvee ggiivveenn rriissee ttoo sseerriioouuss oobbjjeeccttiioorrss ttoo tthhiiss ppiiccttuurree.. AA ggeenneerraalI
oobbjjeeccttiioonn iiss tthhaatt tthhee rreeccoonnnneeccttiioonn m回eecchhaanniissmm iiss ttoooo ssllooww ttoo
aaccccoouunntt ffoorr tthhee ccrraasshh pphhaassee[[22 lJ.. TThhiiss ddiis.cじrreeppaannccyy hhaass bbeeccoommee mmoorree
pprroonnoouunncceedd aass m皿aacchhiinneess hhaavvee iinnccrreeaassecdd iiJnI ssiizχee.. C~1l22 1j A^ ss eeccoonndd
oobbjjeeccttiioonn iiss tthhaatt aa ccoommpplleettec rreCcCoOjIiJiIi1eCcC lij 0i1 1o n jsi sn onto t alawlawyasys obosbesrevrevded .
-- 44 _
AAnn eeaarrllyY ssoofftt XX--rraayy ttoommooggrraapphhiicc m国eeaassuurreemmeenntt oonn tthhee TTFfRR ttookkaammaakk
iinnddiiccaatteedd tthhaatt tthhee mm//nn ==I 1//11 iissllaanndd ddiidd nnoott .grrooww ttoo eennccoommppaassss aa
llaarrggee ffrraacct\iioonn ooff tthhee cceennttrraall cCoorree rreeg~iioonn aanndd t\hhee iissllaanndd aallssoo
ppeerrssiisstteedd aafftteerr tthhee ccrraasshh,. iimmppllyyiinngg tthhaatt tthhee rreeccoonnnneeccttiioonn wwaass nnoott
ccOoMmpplleettee.. [[33]] TThhiirrddllyy,， tthhee eexxppeerriimmeennttss hhaavvea oobbsseerrvveedd aa ssuuddddeenn
aacccceelleerraattiioonn ooff tthhee ggrroowwtthh ooff tthhee hheelliiccaall ddeeffoorrmmaattiioonn,. tthhee
""mmaaggnneettiicc ttrriiggggeerr"",. wwhhiicchh rreemmaaiinnss uunneexxppllaaiinneedd.
CCoommpplliiccaatteedd ddyynnaammiiccss ccaann oofftteenn bbee oobbsseerrvveedd,. aassssoocciiaatteedd wwiitthh
ssaa.wtteeeetthh.. RReecceennttllyy,. ppaarrttiiccuullaarrllyy a乱ssssoocciiaatteedd wwiitthh tthhee llaarrggee
ddeevviicceess JJEETT aanndd TTFFTTRR,. tthheessee pphheennoommeennaa hhaavvee aarroouusseedd nneeww iinntteerreesstt.
[[1133..11441] FFoorr eexxaammppllee,. tthhee mm //n n= =I /11 / 1i slisalnadn dc acna ns osmo8mteitmiemse sb e bes eseene nt ot o
ddeeccaayy aafftteerr tthhee ccrraasshh,. iinnddiiccaattiinngg tthhaatt aa ccoommpplleettee rreeccoonnnneeccttiioonn
hhaass nnoott ooccccuurrrreedd.. TThhiiss pphheennoom田eennoonn iiss nnoot\ aallwwaayyss sseeeenn (( b buutt
nneeijtthheerr iiss tthhee pprreeccuurrsseerr oosscciillllaattiioonn )) aalllloowwiinngg vvaarriioouuss iinntteerrpprree­-
ttaattiioonnss.. TThhee ccrraasshh pphhaassee iinn JJEETT hhaass sshhoowwnn ssllooww ppaarrttiiaall ccrraasshheess,.
ffaasstt ppaarrttiiaall ccrraasshheess aanndd ccoommpplleettee ccrraasshheess.. TThhee ggrroowwtthh ooff tthhee
iissllaanndd ssoom回eettiimmeess aappppeeaarrss ttoo iinnccrreeaasse8 rraappiiddllyy,. jjuusstt bbeeffoorree aa ffaasstt
ccrraasshh ooccccuurrss.. [[1133]J IInn TTFFTTRR,. aa ssiimmiillaarr ssaawwtlooootlhh sstlrruuecttuurree,.c caal l1l eedd aa
""ccoommppoouunndd ssaawwttooootthh"",. wwaass oobbsseerrvveedd.. [[1144 ]] NNoonnee ooff tthheessee pphheennoommeennaa
aarree eeaassiillyy eexxppllaaiinneedd wwiitthhiinn tthhee ssiim国ppllee rreeccoonnnneeccttiioonn ppiiccttuurree.
VVaarriioouuss eexxppllaannaattiioonnss hhaavvee bbeeeenn aaddvvaanncceedd ttoo eexxppllaaiinn tthhee ffaasstt
ccrraasshh.. OOnnee eexxppllaannaattiioonn iiss tthhaatt tthhee m皿ooddee iiss iiddeeaall,. rraatthheerr tthhaann
rreessiissttii.vee.. [[1155 ]] TThhiiss ccoouulldd oonnllyy ooccccuurr,. hhoowweevveerr,. iiff tthhee qq--vvaalluueess
.wiitthhiinn tthhee qq== 11 ssuurrffa.ccee rreemmaaiinn vveerryy cclloossee ttoo uunniittyy.
AAnn aalltteerrnnaattiivvee ppiiccttuurree ooff tthhee ccrraasshh ccaann bbee ddrraawwnn bbyy uussiinngg
tthhee ccoonncceepptt ooff iinnttrriinnssiicc ssttoocchhaassttiicc!i ttyy ddrriivveenn bbyy tthhee ssttrroonngg iinntteerr--
-— 55 -
aaccttiioonn ooff "~oovveerrllaappppiinngg"~ iisslJaanndc c:h:ha江i1nns s w凶it1h~ IId :j:; fr !r" E '[* rrρon:1 tt hhoL'i 1 iic C 11 tt yy .
[[1166--2211^ !~ TThhee iinntleerraaccttiioonn ooff nneciig~:hhbbo，lrriinng~ i! 日s 11..~1 1: njds s t t)l o prp ur oゴduuCcPe
ssttoocchhaassttiicciittyy lleeaaddiinngg ttoo mmaajjoorr ddiissrruuppttiioonnss,. h~a;sI S bbo~onc ne巴xaxmaimniende dby':l Y
aa nnuummbbeerr ooff aauutlhhoorrss,. iinncclluuddiinngg nnuummeerriic、九al 1ssttuuddi oils、 .s. 18.~ .1188'' ItI t hahsa s
.allssoo bbeeeenn ppooiinntteedd oouutt tthha.tt tthhe e ccuurrrre心ntn Ls討hehecte tfofrorme田de dat乱 tana n isilsalnadn d
sseeppa.rra.ttrriixx sshhoouulldd ggiivvee rriissee ttoo ttuurrbbuullecntn t ddiif fffuussiioDnn..1 9:]9 1 ThTihsi s isi s
rreellaatteedd ttoo tthhee mmeecchhaanniissm m ffoorr ggeenneerraattiingn g ssttoocchhaユsstitci cfifeiledl d lilniense s byb y
tthhee iinntteerraaccttiioonn ooff hhiigghheerr--oorrddeer r iissllaannddss. SSuuchr h iinlt1etcrraユccttiolnosn saarer e
aallwwaayyss pprreesseenntt,. aass s8ttoDcchhaassttiicciitty y iiss kknnoowwn n t1o0 bbo ea白 ggeenneerricl cpprrooppeer­r-
ttyy nneeaarr iissllaanndd sseeppaarraattrriicceess.. TThhee aappppecaarraanncじe !toaf f sstloocchhaastsitciictiyt y wwasa s
aal1s8o0 eexxaam田iinneedd ffoorr aa ggeenneerraalI ffiieel1d d p~e"rrtluurrbbaユtiloinu naappppl1i ciacbalbel e tot o
tteeaarriinngg 田mooddeess..[[2200.,2211 ]J
PPhhYy8siicc.a1l1lyy,. sseeccoonndd--oorrddeerr iissl1aannddss aarree ffoorrmmedc d bby y bbeeaattiingn g ttheh e
ppoollooiiddaal1 vva.rriia.ttiioonn ooff tthhee eeqquuiil liibbrriiumu m mm//nn-ュ1/10/ 日wwitihl hthteh e hhaarrmmoonincisc s
ooff tthhee s8l1o0ww v.aarriiaattiioon n ooff tthhee ffiieeld1 d lliinon c as• • iti t e cnncicricrlceJsc 5m /mn/ =n -1J/1/ l
hheelliiccaall iis8l1aanndd.. S~iinnccee tthhee sseeccoonndd-'oorrddere r iissl\aanndsd ぉgrgorwo weexxppoonneentnitaila­l
llyy wwiitthh rreessppeecctt ttoo tthhee m田aaiinn iissllaannd d ssiiz7.e,c ，t thhisi s lleeadasd s tot o a as tsotcohcahsa-s-
ttiicciizzaattiioonn ttiimmeeC( ddiissrruuppttiivvee ttiim悶e e)) t thhaat t iiss sshhoorrt l ccoommpparaerde d tot o thteh e
iissllaanndd ffoorrmmaattiioonn tliimmee.. [[221\] 1 EElleecctlrrono n tleemmppecrraatturuer c cacna n rraappidildyl y
ddiiffffuus8ee aaccrroOsSs5 tthhiiss s8ttoocchhaassttiic c rrecggiioon n tto o ffl\aatttelnc n thleh e tleemmppeerraatluurer e
ddiissttrriibbuuttiioonn aabboouutt tthhee qq == 1l ssuurrffaaccec.. AAss wwo c sshlallall l sseeee. . thleh e prperse­s
eennccee ooff ssttoocchhaassttiicciittyy aallssoo aalll1o0wws s aan n iinlclrte;raCsaes e ini n thteh c grgorwotwht h rartaet e
ooff tthhee omooddee.. TThhee s8ttoocchhaas8ttiicciitty y aarriissiiuns R frfomr om tlhhe . sseeccoondn d oorrddere r
iissllaanndd oovveerrllaapp iiss sshheeaarr--ddeeppeennddee!nltt,. wwhhiicch h ddeeppeCnld1sd s on0 " qq((0日)).. If[ f qq((0 )日 )
ffaallllss mmuucchh bbeellooww 11,. llaarrggee--ssccaallec ssttoocChha:sItSilciicityl y bbeeccoommese s iim皿ppoorrttaanntt. .
wwhhiillee iiff qq ((0O)) »ぉ•1 .1 . thteh e stsotcohcahassttiicciiltyy isi s mumucchh lleossss limmppoorrttaanntt .
BBeeccaauussee aalltteerrnnaattiivvee mmeecchhaanniissmms ぉffoorr It lhloC ccrruasshh aarrec ssttrroonnggllyy
--- 66 -
ddeeppeennddeenntt oonn tthhee sshheeaarr aanndd cCoJnnsseeqquu0e1n1tt':.~ > ~-lu0 01'.! . mm~eJaSs~urreemmeennttss oott
、
tthhiiss qquuaannttiittyy hhaav ee bbeeeenn vveerryy iimmppoorrt~aanrt: f~o0rr d~iissttiin!glguuiisshhiinngg bbecttwleCeDnJ
tthhee aalltteerrnnaattiivveess.. RReecceennttllyy,. mmeeaaSslulrreemmeenottss ooff tthhee tti~mme己 \ov'aar，ilaatti1o0n0
ooff qq((O0)) oonn TTEEXXTTOORR hhaavvee bbeeeenn mmaaddee bbyy FFaarraaddaayy rrootlaatlilo0nn eexxppeerrii­
mmeennttss.. Z: 222 2] 3 TThhee rreessuulltt sshhoowwss tthhaatt qq( (UU) ) rroemmaaiinn.s 凶*e lel 1 b1 ebleolwo w，! 1,
vvaarryyiinngg bbeettwweeeenn aabboouutt 00..88 aafftteerr tthhe. c己rraassh h ttoJ a乱bboouut\ 0O.. 7 jjuusstt
bbeeffoorree tthhee nneexxtt ccrraa-sshh.. MMeeaassuurreemmeenntlsS oof i qq ((0O l) oonn JJ EET T[ 2t 32J 3 ]a nadn d
TTEEXXTT[[2244]] ggiivvee ssiim皿iillaarr rreessuullttss.. TThhec vvaal!uuee ooff qq((0O)l=.0O..7 iiss ccoonnssiiss­
tteenntt wwiitthh aa ssttrroonnggllyy ssttoocchhaasstliicc ccrraasshh pphhaassee,， lleennddiinngg ccrreeddeennccee ttoo
tthhiiss eexxppllaannaattiioonn.
AA tteemmppeerraattuurree ccrraasshh rreessuullttiinngg ffrroom国 sstloocchhaasst\iizzaatliioonn ooff ffiieelldd
lliinneess aallssoo lleeaavveess ooppeenn tthhee ppoossssiibbiilliittyy ooff ppaarrttiiaall rreeccoonnnneeccttiioonn. ，
ssiinnccee tthhee tteemmppeerraattuurree ffllaatttteenniinngg iiss ddecccoouupplleedd ffrroom田 tthhee ccuurrrreenntt
ffllaatttteenniinngg.. NNuummeerriiccaall ccooddeess,， wwiit\hh qq ccoonnssiiddeerraabbllyy bbeellooww 11 a att tthhee
ttiimmee ooff tteemmppeerraattuurree ccrraasshh,， hhaavvee iinnddiiccaatteedd tthhaatt tlhhee ffiieelldd lliinneess
aarree ssttoocchhaassttiicc dduurriinngg tthhee ffiinnaall ssttaaggee ooff tthhee mmooddee ggrroowwtthh.. [~2255.， 2266]1
HHoowweevveerr tthheeyy hhaavvee aal1s8o0 iinnddiiccaatteedd ccoommpplleettee rreeccoonnnneeccttiioonn, ， aanndd hhaavvee
tthhuuss nnoott eexxppllaaiinneedd tthhee eexxiisstteenncじee ooff ppaarrttiiaall rreeccoonnnneeccttiioonnss aanndd
ppoossttccuurrssoorr oosscciillllaatliioonnss.
1Inn tthhiiss ppaappeerr wwee sshhaalll1 ffiirrsstt rree\v'iieeww,， iinn SSeecc..22.. tthhee bbaassiiss ffoorr
tthhee ccrreeaattiioonn ooff ssttoocchhaassttiicc ffiieelldd lliinne8s5.. TThhee ttiimmee ysecaa 1l ee c"oorr tthhee
ssttoocchhaassttiicc tleemmppeerraattuurree ddiiffffuussiioonn w胸iilIlI bbee ddeCtleerrmmiinneedd aanndd ccoommppaarreedd
1t0o Ithhee ttiimmee ssccaalle. ffoorr tthhee rreeddiisst\rriibbuuttiioon日 ooff ccuurrrreenntt.. WWe. sshhaallll
sshhooww tthhaatt,， ddeeppeennddiinngg pprriimmaarriillyy oonn tthhec sshheoaarr bbuutl aalls.oo oonn ootthheerr
mmaacchhiinnee ppaarraam田eetteerrss,， tthhee tteemmppeerraatluurree rreeddiissttrriibblulttiioonn aanndd tthhee fflluuxx
rreeccocnnnneeccttiioonn ccaann eeiitthheerr bbee ppaarrttiiaall oorr ccoommpplleettee.. TThhee eennhhaanncceemmeenntt
ooff eelleeccttrroonn aanndd iioonn vviissccoossiitlyy,. aarriissiinngg ffrroomm ttlhle0 ssttoocchhanssttiicc ffiieelldd
-7ー
lliinneess,. w.iillll bbee ddeetteerrmmiinneedd.. TThhec ecnnhha江n口c‘edt~ declJet.c.'tclrrounη v.i.s..cloSsCiGStlyt y
aallwwaayyss lleeaaddss ttoo aann iinniittiiaall iinnccrreピa込sぉe ο! ;::; tthο h e 日gfr0owwtthh rrnattec ooff tthhee
mnooddee,. iinnccrreeaassiinngg tthhee rreeccoonnnneccct tiioonn ssppecedt..' d aat t tthre. c XXpo pionitn.t . ThTeh e
eennhhaanncceedd iioonn vviissccoossiittyy mmaayy uullttiima血*a.:e~ 11 ~> lle~aadd ttoo tthhec mmoUtdlee ssttaabbiilliizzaa­ ←
ttiioonn bbeeffoorree aa ccoomrpuplleettee tteemmppeerraatluurre e rreeddiissttrriibbult1itoino n oro r fflulxu x rreceocno-n←
nneeccttiioonn hhaass ooccccuurrrreedd.
1In0 SSeeccttiioonn 33 aa ddyynnaammiiccaall mmooddeell iIsS iln!ltlrrotdlduucじed(' dt1o0 ccaallccuullaatle e
tthhee ppaatthh ooff tthhee ssaawwttooootth h oosscciil lllaattiiono n tlhhrroouugh且 ha 日ppa;rlarmaemtcetre rspsapcaec eo fo f
sshheeaarr aanndd aam囚pplliittuuddee ooff tthhee hheclliiccaal l ppecrrttuurrbbaattiloon.n . ThTeh c momdoedle l didsi­s
ttiinngguuiisshheess bbeettwweeeenn tthhee ddiiffffeerreennt t ccaasse.s ぉuu II' tte(' m由pPe己rra:tluturer eftl'a!tattteenniinng g
aanndd ooff mmaaggnneettiicc ffiieelldd rreeccoonnnneeccttiioonn.. sSulclhC h tthhata t ttheh e eいaはcじhI lttrraajjeectcotroyr y
ccaann bbee sseeppaarraatteellyy eexxpplloorreedd.. TThhe . ssttoocchhausstliic じttrriigggegrc rtot o thteh e ene­n
hhaanncceedd ggrroowwtthh rraattee aanndd tthhee ssttaabbiilliiz7.aatliiono 日byb yiolno n vViiscSoCs0iStiyt y araer c
aallssoo iinncclluuddeedd iinn tthhee m田ooddeell.. BWee aallsso o ccoommppaarer c thteh c rerseuslutlst s tot o
eexxppeerriimmeennttaall oobbsseerrvvaattiioonnss,. sshhoowwiinng g tthhaatt mmaanyn y oof f tlheh e iinntleerreesstlilngn g
pphheennoom回eennaa oobbsseerrvveedd iinn eexxppeerriimmeenntts s ffaallll wwiit hlhini n ttheh e rraannge旦 eofo fc ocno­n
sseeqquueenncceess ooff oouurr m田ooddeell.. IInn ppaarrttiiccuullaarr,. ttheh c ffasats t crcarsahs h anadn d thteh e
ddiissttiinnccttiioonn bbeettwweeeenn ffuullll aanηd d ppaarrttiiaal l tleemmppecrraatturuer e ccoollJalpaspes ea sa s wewlell l
aass tthhee ffaasstt mmaaggnneettiicc ttrriiggggecr r wwiilll 1 bbe e rrecllataelde d tot o eexxppecrrimiemnetnst.s
FFiinnaallllyy,. iinn SSeecc..44 wwee ssuummmmaarriizχe C o0u11r1 ' rreessuLlltlst s aandn d ddisicsucsuss s thlehieri r
li圃npplliiccaattiioonnss.. WWeP. rreellaattee onuurr wwoorrk k ttoo ootthherc rm回ooddeelsl sanadn d cocmop田apraer e t ot 0
ccOolmlppuutteerr sSilm皿uullaattiioonnss.. AA pprreessccrriippttiioon n ffoorr m回oorre eddeettaaiil elde d nnuum皿eerrici ac la 1
aannaallyyssiiss wwiilll1 bbee ggiivveenn.
-8ー