Одновременно получать микро- и макроскопическую информацию в космическом пространстве было сложно. Глобальные изображения далеких астрофизических явлений предоставляют макроскопическую информацию; однако местная информация недоступна. Напротив, наблюдения на месте с помощью космических аппаратов дают микроскопическую информацию о таких явлениях, как магнитосфера Земли, но получить глобальную информацию в ближнем космосе сложно.
В так называемой "лабораторной астрофизике", относительно новой области, родившейся в Университете Осаки, которая была принята и развивается во всем мире, экспериментально исследуются космические и астрофизические явления.
Исследовательская группа под руководством Ясухиро Курамицу из Университета Осаки впервые обнаружила магнитное пересоединение, вызванное электронной динамикой, в плазме, созданной лазером, с использованием лазерной установки Gekko XII в Институте лазерной техники Университета Осаки. Магнитное пересоединение является важным фактором во Вселенной, где антипараллельные компоненты магнитных полей повторно соединяются и высвобождают магнитную энергию в виде кинетической энергии плазмы. Электронная динамика считается важной в запуске процесса магнитного пересоединения; однако было очень сложно наблюдать электронно-микроскопическую информацию вместе с макроскопической структурой пересоединения в космическом пространстве.
Исследовательская группа применила слабое магнитное поле к плазме, созданной лазером, так что только электроны непосредственно связаны с магнитным полем. Коллимация плазмы наблюдалась с помощью интерферометрии только при приложении магнитного поля, т. е. магнитное поле было искажено давлением плазмы и локально антипараллельно. При дальнейшем приложении внешнего давления с окружающей плазмой плазмоид, связанный с остроконечными элементами, наблюдался посредством визуализации выбросов плазмы. Плазмоид распространялся с альфвеновской скоростью, определяемой массой электрона, что указывает на магнитное пересоединение, вызванное электронной динамикой.
Результаты этого исследования прольют свет на роль электронов в лабораторной плазме. Поскольку пространственно-временные масштабы электронов намного меньше масштабов ионов, очень сложно разрешить явления электронного масштаба при отображении глобальных структур явлений. То же самое относится и к космическому пространству, поскольку одновременное получение микроскопической и макроскопической информации затруднено. В этом исследовании сила магнитного поля регулируется таким образом, чтобы только электроны могли соединяться с магнитным полем. Это уникальная и мощная особенность лабораторного эксперимента, и, таким образом, лабораторная астрофизика может быть альтернативным инструментом для исследования космических и астрофизических явлений. Роли электронной динамики важны не только для магнитного пересоединения, но и для различных явлений во Вселенной и в лаборатории, включая термоядерную плазму. Знание большего о Вселенной приведет к появлению новых технологий в будущем.