È stato difficile ottenere simultaneamente informazioni microscopiche e macroscopiche nello spazio. Le immagini globali di fenomeni astrofisici distanti forniscono informazioni macroscopiche, tuttavia le informazioni locali sono inaccessibili. In contrasto, osservazioni in situ con veicoli spaziali forniscono informazioni microscopiche su fenomeni come la magnetosfera terrestre, ma è difficile ottenere informazioni globali nello spazio vicino.

Nel cosiddetto "laboratorio di astrofisica, " un campo relativamente nuovo nato all'Università di Osaka che è stato adottato e sviluppato in tutto il mondo, lo spazio ei fenomeni astrofisici sono studiati sperimentalmente.

Un gruppo di ricerca guidato da Yasuhiro Kuramitsu presso l'Università di Osaka ha rivelato una riconnessione magnetica guidata dalla dinamica degli elettroni per la prima volta in assoluto nei plasmi prodotti dal laser utilizzando la struttura laser Gekko XII presso l'Istituto di ingegneria laser, Università di Osaka. La riconnessione magnetica è un fattore essenziale nell'universo, dove i componenti antiparalleli dei campi magnetici si riconnettono e rilasciano energia magnetica come energia cinetica del plasma. La dinamica elettronica è considerata essenziale nel processo di innesco della riconnessione magnetica; però, è stato molto difficile osservare la scala elettronica, informazioni microscopiche insieme alla struttura di riconnessione macroscopica nello spazio esterno.

Il gruppo di ricerca ha applicato un debole campo magnetico al plasma prodotto dal laser in modo che solo gli elettroni siano direttamente accoppiati al campo magnetico. La collimazione del plasma è stata osservata con l'interferometria solo quando è stato applicato il campo magnetico, cioè., il campo magnetico è stato distorto dalla pressione del plasma e dall'antiparallelo locale. Applicando ulteriormente una pressione esterna con un plasma ambiente, un plasmoide associato a caratteristiche simili a cuspidi è stato osservato attraverso l'imaging delle emissioni di plasma. Il plasmoide si è propagato alla velocità di Alfvén definita con la massa dell'elettrone, indicando la riconnessione magnetica guidata dalla dinamica degli elettroni.

I risultati di questa ricerca faranno luce sul ruolo degli elettroni nei plasmi di laboratorio. Poiché le scale spazio-temporali degli elettroni sono molto più piccole di quelle degli ioni, è molto difficile risolvere i fenomeni su scala elettronica mentre si visualizzano le strutture globali dei fenomeni. Questo è anche il caso nello spazio esterno, poiché è stato difficile ottenere simultaneamente informazioni microscopiche e macroscopiche. In questo studio, la forza del campo magnetico è controllata per consentire solo agli elettroni di accoppiarsi con il campo magnetico. Questa è una caratteristica unica e potente dell'esperimento di laboratorio, e quindi, l'astrofisica di laboratorio può essere uno strumento alternativo per studiare lo spazio e i fenomeni astrofisici. I ruoli della dinamica degli elettroni sono essenziali non solo per la riconnessione magnetica ma anche per vari fenomeni nell'universo e in laboratorio, compresi i plasmi di fusione. Conoscere di più sull'universo porterà a nuove tecnologie in futuro.