ZURE科学詠評

今回紹介する記事　Direct observation of coexisting local and nonlocal turbulence in a magnetically confined plasma

この論文では、 磁場で閉じ込められた高温プラズマ（大型ヘリカル装置：LHD）の中で 「局所的」な乱流 と 「非局所的」な乱流 が同時に存在し、熱の輸送に 異なる役割を果たしている 様子を 直接観測 した、という成果が報告されています。
実験では、熱パルスを入れた直後に：1. まず 非局所乱流 が現れ、 2. ついで 局所乱流 が観測されるという時間経過が確認されました。
また、非局所乱流はプラズマの広い範囲で ほぼ同時に励起される 特徴があり、局所乱流がゆっくり「中心から外側へ伝播する」のとは対照的な振る舞いを示します。
従来、乱流・輸送は「局所的な拡散」的に考えるのが普通でしたが、この研究は 非局所的な乱流構造を明確に分離して観測したという点で画期的です。
しかもその枠組みは プラズマだけでなく：- 大気・海洋の乱流 - 多孔質媒体における拡散 - 気候や流体力学の非局所輸送現象などにも応用しうる 共通の枠組みとして提示されています。

Communications Physics(10 December 2025),DOI: https://doi.org/10.1038/s42005-025-02454-x

ZURE科学詠評｜009

構造が先、運動が後 ── 非局所乱流から局所乱流へ

It is not that something moved fast,
but that the reference frame of motion itself emerged.

非局所乱流は、速く伝播する現象ではない。
それは、局所的な運動や輸送が成立する以前に、系全体の相関構造が同時に更新される相である。

観測者からは同時に見えるが、それは何かが瞬時に伝わったからではない。
時間的な順序そのものが、まだ分節化されていないためである。

構造が一定の持続を獲得したとき、乱れは慣性を持った運動として現れ、局所乱流として観測可能になる。

この意味で、局所乱流は非局所乱流より遅いのではない。
役割が異なるだけである。

Local turbulence is not slow;
it is simply motion after normalization.

短時間励起が「速く」見えるのは、輸送が高速化したからではなく、構造相のまま観測が切り取られたためである。

非局所乱流から局所乱流への移行は、速度の問題ではなく、構造相から運動相への遷移としても理解できる。

我々の floc 重力論および動態重力論（DGT）の立場から見ると、この振る舞いは、構造相から運動相への遷移として解釈できる。

Nonlocal turbulence resembles the collective trembling of a flocculated field,
while local turbulence emerges only after motion acquires inertia.

構造が先に更新され、その上で初めて運動が立ち上がる。

輸送の前に、時間が生まれる。

附録：ZURE構文解釈

floc重力論からはどう見えるか

非局所乱流について

非局所乱流は、通常の意味で「速く伝播する現象」ではない。
それは、局所的な運動や輸送が成立する以前に、系全体の相関構造が同時に更新される相である。

この段階では、速度・距離・伝播時間といった量はまだ定義されておらず、観測されるのは 運動そのものではなく、運動が可能となる条件の変化である。

したがって、非局所乱流が「速い」と見えるのは、実際に何かが高速で移動したからではなく、参照枠そのものが再編されたためである。

局所乱流について

局所乱流は、この相関構造の更新が完了した後に現れる。
ここではじめて、温度勾配・フラックス・伝播速度といった 通常の物理量が意味を持つ。

この段階で観測される乱れは、慣性を持った運動として定着しており、時間的・空間的に規則性を伴った「乱流」として記述可能になる。

したがって、局所乱流は非局所乱流より「遅い」のではない。
役割が異なるだけである。

非局所 → 局所という遷移

重要なのは、非局所乱流から局所乱流への移行が、

異なる速度スケールの競合ではなく
構造相から運動相への遷移

として理解できる点である。

この遷移は、輸送が始まる前に、輸送可能性そのものが再構成される過程として捉えられる。

非局所乱流は輸送ではなく構造であり、
局所乱流は構造の上で成立する運動である。

局所乱流とは、順序が生まれた相である

非局所乱流の段階では、観測者にとって現象は同時に見える。
そこでは、時間的な前後関係や空間的な伝播は、まだ意味を持たない。
更新されているのは運動ではなく、運動が成立するための構造である。

しかし、その構造更新が完了し、系がある程度の持続を獲得すると、乱れは次第に慣性を持った運動として現れはじめる。
このとき初めて、時間的な順序が分化し、空間的な勾配やフラックスが定義可能になる。

この段階で観測されるのが、局所乱流である。

局所乱流は、非局所乱流より遅れて発生するように見えるが、それは速度の問題ではない。
役割の違いである。
非局所乱流が構造を更新した後、その構造の上で成立する運動が、局所乱流として現れる。

したがって、局所乱流は非局所乱流の縮退や減衰ではなく、構造相から運動相への遷移として理解されるべきである。

この遷移によって、同時性は順序へと分解され、観測は「場の変化」から「運動の記述」へと移行する。

非局所乱流が示すのは、運動が始まる前に、すでに場は更新されているという事実であり、局所乱流は、その更新された場の上で、はじめて測定可能な物理が立ち上がったことを示している。

非局所乱流は順序が生まれる前の相であり、
局所乱流は、順序が成立した後の相である。

時間幅依存性とは、速度の問題ではない

熱パルスの持続時間が短いほど、応答が速く観測されるという結果は、一見すると輸送速度の増大を示しているように見える。
しかし、この振る舞いは、局所的な伝播速度が変化したことを意味しない。

重要なのは、どの相が観測されているかである。

パルスの持続時間が短い場合、系は十分な慣性を獲得する前に応答を示す。
このとき観測されているのは、局所的な運動ではなく、構造相における同時的な更新である。

したがって、「速い応答」として知覚されるものは、実際には運動の高速化ではなく、順序がまだ分化していない相の観測結果に他ならない。

長時間励起と局所化

一方、パルスの持続時間が十分に長い場合、系は応答の過程で履歴を蓄積し、乱れは慣性を伴った運動として定着する。

この段階では、

勾配が形成され
フラックスが定義され
伝播速度が意味を持つ

ようになり、観測は構造相から運動相へと移行する。

このとき初めて、「遅い」「速い」といった比較が可能になる。

短パルスが示しているもの

短いパルスが速く見えるのは、系が速く応答したからではない。
応答の記述が、まだ運動の言語に入っていないためである。

言い換えれば、

長時間励起：
非局所相 → 局所相への遷移が完了し、運動が観測される
短時間励起：
非局所相のまま観測が終わり、同時性として知覚される

という違いである。

ここで観測される時間幅依存性は、輸送効率の変化ではなく、どの相で観測が切り取られたかを反映している。

非局所から局所へ──時間の生成

この観点から見ると、非局所乱流から局所乱流への移行は、単なるスケール分離ではない。

それは、

時間順序そのものが生成される過程

である。

短時間では順序が生成されず、長時間では順序が立ち上がる。
局所乱流とは、時間が観測可能な形に分節化された後の相である。

短いパルスが示すのは速さではなく、
時間がまだ生成されていない相である。