月球相关微磁层中磁重联的实验室研究

微型磁层是小型离子尺度结构，非常适合研究无碰撞空间等离子体的动理学尺度物理。这种离子尺度的磁层可以在月球的局部区域找到，与月球地壳磁场有关。在本文中，我们报告了在加州大学洛杉矶分校的大型等离子体装置（LAPD）上，对激光驱动的、类月球的离子尺度磁层中磁重联进行的实验室实验研究。在实验中，使用高重复频率（1 Hz）的纳秒激光驱动快速移动的无碰撞等离子体，该等离子体膨胀进入由嵌入背景等离子体和磁场中的脉冲磁偶极子产生的场中。高重复频率使得能够获取磁场和电场的体积时间分辨数据，以表征磁重联并计算重联率。我们特别观察到与重联相关的霍尔场的形成。进行了再现实验结果的粒子模拟，以研究相互作用的微观物理。通过分析广义欧姆定律的各项，我们发现仅电子重联是由动力学效应驱动的，通过电子压力各向异性。这些结果与最近发现月球表面附近磁重联证据的卫星测量结果进行了比较。