Letter 物理：マルチスケール不安定性カスケードからの磁気再結合 2012年2月16日 Nature 482, 7385 doi: 10.1038/nature10827 磁気再結合は、磁力線が切断された後に再結合して別のトポロジーが形成される過程であり、自然界や実験室での磁気閉じ込めプラズマの臨界動力学性質の基盤となっている。磁気再結合は、プラズマを横切る磁場の局所的拡散を伴うが、観測される再結合速度は一般的に、古典的な電気抵抗を用いて説明できる速度よりもはるかに速い。そこで、高速再結合の基礎となる磁場拡散は、イオンラーモア半径やイオンスキン長といった「微視的」スケールで重要になる非電磁流体力学的過程のなんらかの組み合わせに起因するという考えが、代わって広く提唱されている。最近の室内実験で、電流チャネルが微視的スケールまで細くなると低速再結合から高速再結合への遷移が起こることが示されたが、巨視的電磁流体力学系が微視的な系に近づく機構については検討されなかった。最近の理論モデルと数値シミュレーションによって、巨視的な二次元電磁流体力学的電流シートが、テアリングと薄化を繰り返して二次元磁化プラズマ構造のスケールが逐次的に微細化し、微視的系に近づく可能性が示唆されている。今回我々は、明確な巨視的スケールの電磁流体力学的不安定性から、高速磁気再結合に関連して見られる明確な微視的スケール（イオンスキン長）の不安定性に至る一連の不安定性カスケードを実証する観測結果について報告する。これらの観測結果は、完全三次元動力学性質を明らかにし、宇宙プラズマや実験室プラズマでの再結合がしばしば示すインパルス的性質に対する手がかりを与える。 Full Text PDF 目次へ戻る
