During magnetic reconnection, such as in the magnetopause of magnetized planets, the upstream plasma conditions between the two inflow regions are usually different. In this paper, we demonstrate that such a kind of asymmetric reconnection can be studied in the laboratory using the recently proposed experimental scheme where reconnection is driven by laser-powered capacitor coils. Two-dimensional particle-in-cell simulations on the plane in a cylindrical coordinate are conducted to study magnetic reconnection with the inflow along the direction. Magnetic reconnection is found to be asymmetric with a stronger magnetic field in the inner (small ) inflow region and a weaker magnetic field in the outer (large ) inflow region due to the cylindrical symmetric geometry. Electron crescent velocity distributions are observed near the flow stagnation point while ion crescent velocity distributions are observed in the region with Larmor electric field. The out-of-plane Hall magnetic field is asymmetric between the two inflow regions with a larger spatial scale in the outer inflow region. This asymmetric Hall magnetic field configuration is different from that in previous studies. The typical reconnection rate increases with a stronger driver and the highest rate is around 0.2, where is the typical value of the magnetic field and is the Alfven speed. This study provides a new method to experimentally study asymmetric reconnection in the laboratory and has potential applications regarding magnetic reconnection in the magnetopause of magnetized planets.
磁気リコネクション中、例えば磁化された惑星の磁気圏境界面では、上流のプラズマ条件は通常、二つの流入領域間で異なる。本論文では、このような非対称リコネクションが、最近提案されたレーザー駆動コイルを用いた実験スキームによって実験室で研究可能であることを示す。円筒座標系における平面での二次元粒子シミュレーションを実施し、方向に沿った流入を伴う磁気リコネクションを調べた。その結果、円筒対称性の幾何学的効果により、磁気リコネクションは非対称となり、内側（小さい）流入領域では磁場が強く、外側（大きい）流入領域では磁場が弱いことが明らかになった。電子の三日月型速度分布は流れの停滞点近傍で観測され、一方、イオンの三日月型速度分布はラーモア電場が存在する領域で観測された。面外方向のホール磁場は二つの流入領域間で非対称であり、外側の流入領域では空間スケールが大きい。この非対称なホール磁場構造は、従来の研究とは異なる。典型的なリコネクション率は、より強い駆動によって増加し、最大値は約0.2である。ここで、は磁場の典型値、はアルフヴェン速度である。本研究は、実験室で非対称リコネクションを実験的に研究する新しい方法を提供し、磁化された惑星の磁気圏境界面における磁気リコネクションへの応用可能性を持つ。