Ha sido difícil obtener simultáneamente información micro y macroscópica en el espacio exterior. Las imágenes globales de fenómenos astrofísicos distantes proporcionan información macroscópica, sin embargo, la información local es inaccesible. A diferencia de, Las observaciones in situ con naves espaciales proporcionan información microscópica de fenómenos como la magnetosfera de la Tierra, pero es difícil obtener información global en el espacio cercano.

En la llamada "astrofísica de laboratorio, "un campo relativamente nuevo nacido en la Universidad de Osaka que ha sido adoptado y desarrollado en todo el mundo, Los fenómenos espaciales y astrofísicos se investigan experimentalmente.

Un grupo de investigación dirigido por Yasuhiro Kuramitsu en la Universidad de Osaka ha revelado una reconexión magnética impulsada por la dinámica de electrones por primera vez en plasmas producidos con láser utilizando la instalación de láser Gekko XII en el Instituto de Ingeniería Láser. Universidad de Osaka. La reconexión magnética es un factor esencial en el universo, donde los componentes antiparalelos de los campos magnéticos se vuelven a conectar y liberan energía magnética como energía cinética de plasma. La dinámica de los electrones se considera esencial en el proceso de activación de la reconexión magnética; sin embargo, Ha sido un gran desafío observar la escala de electrones, información microscópica junto con la estructura de reconexión macroscópica en el espacio exterior.

El grupo de investigación aplicó un campo magnético débil al plasma producido por láser de modo que solo los electrones se acoplan directamente con el campo magnético. La colimación del plasma se observó con interferometría solo cuando se aplicó el campo magnético, es decir., el campo magnético estaba distorsionado por la presión del plasma y el antiparalelo local. Aplicando más presión externa con un plasma ambiental, Se observó un plasmoide asociado con características similares a las cúspides a través de imágenes de las emisiones de plasma. El plasmoide se propagó a la velocidad de Alfvén definida con la masa de electrones, indicando la reconexión magnética impulsada por la dinámica de los electrones.

Los resultados de esta investigación arrojarán luz sobre el papel de los electrones en los plasmas de laboratorio. Dado que las escalas espacio-temporales de los electrones son mucho más pequeñas que las de los iones, Es un gran desafío resolver los fenómenos a escala de electrones mientras se obtienen imágenes de las estructuras globales de los fenómenos. Este también es el caso en el espacio ultraterrestre, ya que ha sido difícil obtener información microscópica y macroscópica simultáneamente. En este estudio, la fuerza del campo magnético se controla para permitir que solo los electrones se acoplen con el campo magnético. Esta es una característica única y poderosa del experimento de laboratorio, y por lo tanto, La astrofísica de laboratorio puede ser una herramienta alternativa para investigar fenómenos espaciales y astrofísicos. Los roles de la dinámica electrónica son esenciales no solo para la reconexión magnética sino también para varios fenómenos en el universo y en el laboratorio. incluidos los plasmas de fusión. Saber más sobre el universo conducirá a nuevas tecnologías en el futuro.