An electron beam is detected by a 1D floating potential probe array in a relatively high density (1012–1013 cm−3) and low temperature (∼5 eV) plasma of the Magnetic Reconnection Experiment. Clear perturbations in the floating potential profile by the electron beam are observed. Based on the floating potential profile and a current balance equation to the probe array tips, the effective width of the electron beam is determined, from which we determine the radial and toroidal beam current density profiles. After the profile of the electron beam is specified from the measured beam current, we demonstrate the consistency of the current balance equation and the location of the perturbation is also in agreement with field line mapping. No significant broadening of the electron beam is observed after the beam propagates for tens of centimeters through the high density plasma. These results prove that the field line mapping is, in principle, possible in high density plasmas.
電子ビームは、磁気リコネクション実験の比較的高密度（10¹²–10¹³ cm⁻³）かつ低温（∼5 eV）のプラズマ中において、1次元浮遊電位プローブアレイによって検出される。浮遊電位プロファイルにおける電子ビームによる明瞭な摂動が観測される。浮遊電位プロファイルとプローブアレイ先端における電流平衡方程式に基づき、電子ビームの実効的な幅が決定され、そこから径方向およびトロイダル方向のビーム電流密度プロファイルが求められる。測定されたビーム電流から電子ビームのプロファイルが特定された後、電流平衡方程式の整合性が実証され、さらに摂動の位置は磁力線マッピングと一致することが示される。電子ビームが高密度プラズマ中を数十センチメートル伝播した後も、ビームの顕著な広がりは観測されない。これらの結果は、高密度プラズマにおける磁力線マッピングが原理的に可能であることを実証するものである。