Do rekoneksji magnetycznej dochodzi np. podczas rozbłysków słonecznych

Rekoneksja magnetyczna po raz pierwszy zbadana w laboratorium

Rekoneksja magnetyczna zbadana w laboratorium. Japońscy naukowcy przeanalizowali wytworzoną laserowo plazmę w celu zrozumienia zachowania elektronów. Może to poszerzyć nasze rozumienie zjawisk kosmicznych.

Naukowcy z Uniwersytetu w Osace zgłosili bezpośrednie pomiary wypływu czystych elektronów istotnych dla rekoneksji magnetycznej przy użyciu lasera o dużej mocy – Gekko XII.

Czym jest rekoneksja magnetyczna?

Rekoneksja magnetyczna to zjawisko szybkiej zmiany układu linii pola magnetycznego w płynie przewodzącym prąd elektrycznym. To podstawowy proces w wielu zjawiskach kosmicznych i astrofizycznych, m.in. rozbłyskach słonecznych czy burzach magnetycznych, gdzie energia jest uwalniana w formie plazmy.

Czytaj też: Skąd się bierze pole magnetyczne wszechświata?

Dynamika elektronów odgrywa ważną rolę w mechanizmach wyzwalania rekoneksji magnetycznej, ale obserwacje tych zjawisk we Wszechświecie jest bardzo trudne. Dlatego naukowcy spróbowali odtworzyć to w warunkach laboratoryjnych. W tym celu wykorzystali laserowo stworzoną plazmę.

W kosmicznych plazmach kluczowi gracze czasami ukrywają się w małej skali. Bardzo trudno jest zobaczyć ich działania w wielkoskalowych zjawiskach kosmicznych, nawet poprzez najnowocześniejsze symulacje numeryczne. Teraz eksperymenty laserowe mogą zorganizować nowy etap, aby rzucić światło na ich działania. Wyniki będą stanowić pomost pomiędzy różnymi obserwacjami i symulacjami w makroskopowym i mikroskopowym punkcie widzenia.dr Toseo Moritaka z Uniwersytetu w Osace

Mierząc tzw. kolektywne rozpraszanie Thomsona, po raz pierwszy zmierzono czysty wypływ elektronów związany z rekoneksją magnetyczną w skali elektronowej w plazmach wytwarzanych laserowo.

Wyniki tych badań mają zastosowanie nie tylko do plazmy kosmicznej i astrofizycznej, ale także do napędu magnetycznego statków kosmicznych, a także plazmy termojądrowej. Mikroskopowa dynamika elektronów rządzi makroskopowymi zjawiskami, takimi jak magnetyczne rekoneksje i bezkolizyjne wstrząsy. Jest to unikalna i uniwersalna właściwość plazmy, której nie obserwuje się w zwykłych gazach i cieczach. Teraz możemy zająć się tym w laboratoriach poprzez bezpośrednie lokalne pomiary plazmy i pola magnetycznego. Zajmiemy się długoletnimi otwartymi problemami we wszechświecie, modelując je w laboratoriach. Poznanie natury plazmy może doprowadzić nas do realizacji np. plazmy termojądrowej.dr Yasuhiro Kuramitsu, główny autor badania

Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports.