Tem sido difícil obter simultaneamente informações micro e macroscópicas no espaço sideral. Imagens globais de fenômenos astrofísicos distantes fornecem informações macroscópicas, no entanto, as informações locais estão inacessíveis. Em contraste, observações in situ com espaçonaves fornecem informações microscópicas de fenômenos como a magnetosfera terrestre, mas é difícil obter informações globais perto do espaço.

Na chamada "astrofísica de laboratório, "um campo relativamente novo nascido na Universidade de Osaka que foi adotado e desenvolvido em todo o mundo, fenômenos espaciais e astrofísicos são investigados experimentalmente.

Um grupo de pesquisa liderado por Yasuhiro Kuramitsu na Universidade de Osaka revelou uma reconexão magnética conduzida por dinâmica de elétrons pela primeira vez em plasmas produzidos a laser usando a instalação de laser Gekko XII no Instituto de Engenharia de Laser, Universidade de Osaka. A reconexão magnética é um fator essencial no universo, onde os componentes antiparalelos dos campos magnéticos se reconectam e liberam energia magnética como energia cinética de plasma. A dinâmica do elétron é considerada essencial no processo de ativação da reconexão magnética; Contudo, tem sido altamente desafiador observar a escala do elétron, informações microscópicas junto com a estrutura de reconexão macroscópica no espaço sideral.

O grupo de pesquisa aplicou um campo magnético fraco ao plasma produzido a laser de forma que apenas os elétrons fossem diretamente acoplados ao campo magnético. A colimação plasmática foi observada com interferometria apenas quando o campo magnético foi aplicado, ou seja, o campo magnético foi distorcido pela pressão do plasma e antiparalelo local. Aplicando ainda mais pressão externa com um plasma ambiente, um plasmóide associado a características semelhantes a cúspides foi observado por meio de imagens de emissões de plasma. O plasmóide se propagou na velocidade de Alfvén definida com a massa do elétron, indicando a reconexão magnética conduzida pela dinâmica do elétron.

Os resultados desta pesquisa lançarão luz sobre o papel dos elétrons nos plasmas de laboratório. Uma vez que as escalas espaço-temporais dos elétrons são muito menores do que as dos íons, é altamente desafiador resolver fenômenos de escala de elétrons enquanto visualiza estruturas globais de fenômenos. Este também é o caso no espaço sideral, pois tem sido difícil obter informações microscópicas e macroscópicas simultaneamente. Neste estudo, a força do campo magnético é controlada para permitir apenas que os elétrons se acoplarem ao campo magnético. Este é um recurso único e poderoso de experimento de laboratório, e assim, a astrofísica de laboratório pode ser uma ferramenta alternativa para investigar fenômenos espaciais e astrofísicos. Os papéis da dinâmica do elétron são essenciais não apenas para a reconexão magnética, mas também para vários fenômenos no universo e no laboratório, incluindo plasmas de fusão. Saber mais sobre o universo levará a novas tecnologias no futuro.