Het was moeilijk om tegelijkertijd micro- en macroscopische informatie in de ruimte te verkrijgen. Globale beelden van verre astrofysische verschijnselen bieden macroscopische informatie, lokale informatie is echter niet toegankelijk. In tegenstelling tot, in situ observaties met ruimtevaartuigen verschaffen microscopische informatie over fenomenen zoals de magnetosfeer van de aarde, maar het is moeilijk om globale informatie in de nabije ruimte te verkrijgen.

In de zogenaamde "laboratoriumastrofysica, " een relatief nieuw veld geboren aan de Osaka University dat over de hele wereld is geadopteerd en ontwikkeld, ruimte en astrofysische verschijnselen worden experimenteel onderzocht.

Een onderzoeksgroep onder leiding van Yasuhiro Kuramitsu van de universiteit van Osaka heeft voor het eerst een magnetische herverbinding onthuld die wordt aangedreven door elektronendynamica in lasergeproduceerde plasma's met behulp van de Gekko XII-laserfaciliteit van het Institute of Laser Engineering, Universiteit van Osaka. Magnetische herverbinding is een essentiële factor in het universum, waar de antiparallelle componenten van magnetische velden zich opnieuw verbinden en magnetische energie vrijgeven als plasmakinetische energie. Elektronendynamica wordt als essentieel beschouwd in het activeringsproces van magnetische herverbinding; echter, het was een grote uitdaging om de elektronenschaal te observeren, microscopische informatie samen met de macroscopische herverbindingsstructuur in de ruimte.

De onderzoeksgroep paste een zwak magnetisch veld toe op het lasergeproduceerde plasma, zodat alleen elektronen direct aan het magnetische veld worden gekoppeld. Plasmacollimatie werd alleen waargenomen met interferometrie wanneer het magnetische veld werd aangelegd, d.w.z., het magnetische veld werd vervormd door de plasmadruk en lokale anti-parallel. Door verder externe druk toe te passen met een omgevingsplasma, een plasmoïde geassocieerd met cusp-achtige kenmerken werd waargenomen door middel van beeldvorming van plasma-emissies. Het plasmoïde plantte zich voort met de Alfvén-snelheid gedefinieerd met elektronenmassa, wat de magnetische herverbinding aangeeft die wordt aangedreven door elektronendynamica.

De uitkomsten van dit onderzoek zullen licht werpen op de rol van elektronen in laboratoriumplasma's. Omdat de ruimte-tijdschalen van elektronen veel kleiner zijn dan die van ionen, het is een grote uitdaging om fenomenen op elektronenschaal op te lossen en tegelijkertijd globale structuren van fenomenen af ​​te beelden. Dit is ook het geval in de ruimte, omdat het moeilijk is om tegelijkertijd microscopische en macroscopische informatie te verkrijgen. In dit onderzoek, de sterkte van het magnetische veld wordt zo geregeld dat alleen elektronen kunnen koppelen met het magnetische veld. Dit is een uniek en krachtig kenmerk van laboratoriumexperimenten, en daarom, laboratoriumastrofysica kan een alternatief hulpmiddel zijn om ruimte- en astrofysische verschijnselen te onderzoeken. De rol van elektronendynamica is niet alleen essentieel voor magnetische herverbinding, maar ook voor verschillende verschijnselen in het universum en in het laboratorium, inclusief fusieplasma's. Meer weten over het heelal zal in de toekomst leiden tot nieuwe technologie.