Reconexões magnéticas em plasmas produzidos a laser têm sido estudadas para entender a dinâmica microscópica de elétrons, que é aplicável a fenômenos espaciais e astrofísicos. Pesquisadores da Universidade de Osaka, em colaboração com pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência da Fusão e outras universidades, relataram as medições diretas de fluxos de elétrons puros relevantes para a reconexão magnética usando um laser de alta potência, Gekko XII, no Instituto de Engenharia de Laser, Osaka Universidade no Japão. Suas descobertas são publicadas em Relatórios Científicos .
A reconexão magnética é um processo fundamental em muitos fenômenos espaciais e astrofísicos, como explosões solares e subtempestades magnéticas, onde a energia magnética é liberada como energia de plasma. Sabe-se que a dinâmica dos elétrons desempenha papéis essenciais no mecanismo de desencadeamento da reconexão magnética. No entanto, tem sido altamente desafiador observar os minúsculos fenômenos de escala eletrônica no vasto universo.

Assim, os pesquisadores criaram elétrons apenas de situação diretamente acoplados a campos magnéticos em plasmas produzidos a laser. A chamada astrofísica de laboratório permite acessar o universo em miniatura.

"Nos plasmas espaciais, os principais atores às vezes se escondem em pequena escala. É muito difícil ver suas ações em fenômenos espaciais de grande escala, mesmo por meio de simulações numéricas de ponta", explica o autor do estudo, Toseo Moritaka. "Agora os experimentos com laser podem organizar um novo estágio para esclarecer suas ações. Os resultados vão unir várias observações e simulações em pontos de vista macroscópicos e microscópicos."

Usando medições coletivas de espalhamento de Thomson, o fluxo de elétrons puro associado à reconexão magnética em escala de elétrons foi medido em plasmas produzidos a laser pela primeira vez.

“Os resultados desta pesquisa são aplicáveis ​​não apenas aos plasmas espaciais e astrofísicos, mas também à propulsão magnética de naves espaciais e também a plasmas de fusão”, explica o principal autor do estudo, Yasuhiro Kuramitsu.

"A dinâmica microscópica do elétron governa fenômenos macroscópicos, como reconexões magnéticas e choques sem colisões. Esta é uma propriedade única e universal do plasma, que não é vista em gases e líquidos comuns. Agora podemos abordar isso em laboratórios por medições locais diretas do plasma. e campo magnético. Vamos enfrentar problemas abertos de longa data no universo modelando-os em laboratórios. Conhecer a natureza dos plasmas pode nos levar a perceber, por exemplo, o plasma de fusão." + Explorar mais

Fenômenos macroscópicos regidos pela física microscópica