天天資訊：科學家首次在激光產生的等離子體中對磁重聯相關純電子外流進行了實驗測量

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磁重聯是許多空間和天體物理現象的一個基本過程，如太陽耀斑和磁亞暴，其中磁能作為等離子體能量釋放。眾所周知，電子動力學在磁重聯的觸發機制中起著至關重要的作用。然而在浩瀚的宇宙中觀察微小的電子尺度現象是極具挑戰性的。

對此，科學家們在激光產生的等離子體中創建了跟磁場直接耦合的情況下的電子。所謂的實驗室天體物理學使得科學家能夠進入微型宇宙。

“在空間質體中，關鍵角色有時會隱藏在小規模中。即使通過尖端的數值模擬也很難看到它們在大規模空間現象中的行動，”這項研究的論文作者Toseo Moritaka說道，“現在激光實驗可以安排一個新階段來闡明它們的行動。其結果將在宏觀和微觀的角度上為各種觀察和模擬搭建橋梁。”

通過使用集體湯姆森散射測量，在激光產生的等離子體中首次測量了跟電子級磁重聯有關的純電子流出。

“這項研究的成果不僅適用于空間和天體物理等離子體，而且還適用于航天器的磁推進以及聚變等離子體，”研究論文第一作者Yasuhiro Kuramitsu說道，“微觀電子動力學支配著宏觀現象如磁重聯和無碰撞沖擊。這是等離子體的一個獨特和普遍的屬性，在普通氣體和液體中是看不到的。現在我們可以在實驗室里通過對等離子體和磁場的直接局部測量來解決這個問題。我們將通過在實驗室中建立模型來解決宇宙中長期存在的未決問題。了解等離子體的性質可能會使我們實現，如聚變等離子體。”