A supersonic flow of magnetized plasma is produced by the application of a 1 MA-peak, 500 ns current pulse to a cylindrical arrangement of parallel wires, known as an inverse wire array. The plasma flow is produced by the J × B acceleration of the ablated wire material, and a magnetic field of several Tesla is embedded at source by the driving current. This setup has been used for a variety of experiments investigating the interactions of magnetized plasma flows. In experiments designed to investigate magnetic reconnection, the collision of counter-streaming flows, carrying oppositely directed magnetic fields, leads to the formation of a reconnection layer in which we observe ions reaching temperatures much greater than predicted by classical heating mechanisms. The breakup of this layer under the plasmoid instability is dependent on the properties of the inflowing plasma, which can be controlled by the choice of the wire array material. In other experiments, magnetized shocks were formed by placing obstacles in the path of the magnetized plasma flow. The pile-up of magnetic flux in front of a conducting obstacle produces a magnetic precursor acting on upstream electrons at the distance of the ion inertial length. This precursor subsequently develops into a steep density transition via ion-electron fluid decoupling. Obstacles which possess a strong private magnetic field affect the upstream flow over a much greater distance, providing an extended bow shock structure. In the region surrounding the obstacle the magnetic pressure holds off the flow, forming a void of plasma material, analogous to the magnetopause around planetary bodies with self-generated magnetic fields.
1 MAピーク、500 nsの電流パルスを、逆ワイヤアレイとして知られる円筒状に配置された平行ワイヤに印加することにより、磁化プラズマの超音速流が生成される。プラズマ流は、アブレーションされたワイヤ材料のJ × B加速によって生成され、数テスラの磁場が駆動電流によって源に埋め込まれる。このセットアップは、磁化プラズマ流の相互作用を調査するさまざまな実験に使用されてきた。磁気リコネクションを調査するために設計された実験では、反対方向の磁場を運ぶ対向流の衝突により、リコネクション層が形成され、その中でイオンが古典的な加熱機構によって予測されるよりもはるかに高い温度に達することが観察される。この層のプラズモイド不安定性による崩壊は、流入プラズマの特性に依存し、これはワイヤアレイ材料の選択によって制御できる。他の実験では、磁化プラズマ流の経路に障害物を配置することにより、磁気衝撃波が形成された。導電性障害物の前方での磁束の堆積は、イオン慣性長の距離で上流の電子に作用する磁気前駆体を生成する。この前駆体はその後、イオン-電子流体の分離を介して急峻な密度遷移へと発展する。強い固有磁場を持つ障害物は、はるかに長い距離にわたって上流の流れに影響を与え、拡張されたバウショック構造を提供する。障害物の周囲の領域では、磁気圧が流れを支え、プラズマ材料の空隙を形成し、これは固有磁場を持つ惑星体の周囲の磁気圏境界に類似している。