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. Por el contrario, las observaciones in situ con naves espaciales proporcionan información microscópica de fenómenos tales comola 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, se investigan experimentalmente los fenómenos espaciales y astrofísicos.
Un grupo de investigación dirigido por Yasuhiro Kuramitsu en la Universidad de Osaka ha revelado por primera vez una reconexión magnética impulsada por la dinámica de electrones en plasmas producidos con láser usando la instalación láser Gekko XII en el Instituto de Ingeniería Láser de la Universidad de Osaka. La reconexión magnética esUn factor esencial en el universo, donde los componentes antiparalelos de los campos magnéticos se reconectan y liberan energía magnética como energía cinética del plasma. La dinámica de los electrones se considera esencial en el proceso de activación de la reconexión magnética; sin embargo, ha sido un gran desafíopara observar información microscópica a escala electrónica 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 para que solo los electrones se unan 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 fue distorsionado porla presión del plasma y el antiparalelo local. Mediante la aplicación adicional de 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 masa de electrones, lo que indica la magnéticareconexión 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 muy difícil resolver los fenómenos de la escala electrónica mientras se imaginan estructuras globales de fenómenosEste también es el caso en el espacio exterior, ya que ha sido difícil obtener información microscópica y macroscópica simultáneamente. En este estudio, la fuerza del campo magnético se controla para permitir que los electrones se acoplen con el campo magnético.y poderosa característica del experimento de laboratorio, y por lo tanto, la astrofísica de laboratorio puede ser una herramienta alternativa para investigar el espacio y los fenómenos astrofísicos. Los roles de la dinámica de los electrones son esenciales no solo para la reconexión magnética sino también para varios fenómenos en el universo y en el laboratorio, incluyendoPlasmas de fusión: saber más sobre el universo conducirá a nuevas tecnologías en el futuro.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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