レーザーとアルミ箔を使用した、磁気駆動による再接続からの電子の測定

2023年1月17日レポート

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ボブ・イルカ著、Phys.org

中国の複数の機関に所属し、上海国立高出力レーザー物理学研究所に所属する研究者チームは、レーザーとアルミ箔を使用した磁気駆動リコネクションによる加速電子の測定を実施した。 Nature Physics 誌に掲載された論文の中で、このグループは、自分たちの研究が太陽フレアをより深く理解するのにどのように役立つかを説明しています。

ルーヴェン大学のジョバンニ・ラペンタ氏は、中国のチームが行った研究と、レーザーエネルギー研究所のオメガ拡張パフォーマンス施設で働く別の国際チームが行った研究の両方を概説する「New & Views」記事を同じ雑誌号に掲載しました。ロチェスター大学の博士号を取得し、Nature Physics にも研究を発表しました。

これまでの研究では、太陽フレアが地球上の電子システムを混乱させる可能性があることが示されています。 このため、科学者たちは、電気システムを管理する担当者がそれらの発生に備えられるように、その起源をより深く理解し、予測できる可能性があるという取り組みに取り組んでいます。 この新たな取り組みで、研究者らは磁気リコネクションに焦点を当てた。磁気リコネクションでは、2つの磁場が衝突し、太陽の場合、地球からは太陽フレアとして見える大量の放射線が宇宙に放出される。

他の研究者が行っているように、このような現象を直接研究しようとするのではなく、このチームは実験室環境でより小規模にプロセスを再現しようとしました。 彼らは、シミュレーションを通じて研究室でイベントを再現することで、純粋に観察に基づいたモデルよりもイベントをより正確に予測するために使用できる、より信頼性の高いモデルを構築できると提案しています。

彼らの研究は、太陽の表面での磁気爆発をシミュレートするために10年前に実施した実験に基づいて構築されました。 今回、研究者らは4つの高出力レーザーを使用してアルミ箔を励起し、その結果プラズマバブルが生成された。 プラズマバブルのサイズが大きくなるにつれて、それらは互いに衝突し、磁気再結合が生じ、研究者たちはそれを測定することができました。 この実験により、研究者らはプラズマ内のエネルギーレベルとプラズマの加速ペースを追跡することができた。 彼らは、このようなデータが、フレアが発生したときに太陽の表面の両方の成分を決定するのに役立つことが証明される可能性があると期待しています。

詳しくは： Yongli Ping et al、強力なレーザーによって生成された乱流磁気リコネクション、Nature Physics (2023)。 DOI: 10.1038/s41567-022-01855-x

ジョバンニ・ラペンタ、粒子へのパワー、自然物理学 (2023)。 DOI: 10.1038/s41567-022-01864-w

雑誌情報:自然物理学

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