Magnetic reconnection is a universal plasma process that has been observed in various space plasma systems and reproduced well in laboratory simulations. During reconnection, magnetic field energy is transformed into energy of fast plasma flows that propagate away from the reconnection site. The leading front of these flows is the primary interface where energies are exchanged between flows and ambient plasmas. One of the most investigated fronts is the so-called dipolarization front in the Earth's magnetotail. This study is devoted to a thorough comparison of the current systems associated with dipolarization fronts and fronts of fast plasma flows in laboratory experiments. We show that in both systems the plasma flow front is characterized by inverse currents, which deform the magnetic field configuration of the front. Laboratory experiments further show that such inverse currents may contribute to the plasma flow breaking; we also discuss their implications for the magnetotail plasma, where a similar mechanism for plasma flow breaking is likely operating.
磁気リコネクションは普遍的なプラズマ現象であり、様々な宇宙プラズマ系で観測され、実験室プラズマにおいても良好に再現されている。リコネクションの際、磁気エネルギーはリコネクション領域から伝播する高速プラズマ流のエネルギーへと変換される。この流れの先端は、流れと周囲のプラズマとの間でエネルギー交換が行われる主要な境界面となる。最も研究が進んでいる境界面の一つが、地球磁気圏尾部におけるいわゆる双極子化フロントである。本研究は、双極子化フロントに伴う電流系と、実験室プラズマにおける高速流のフロントに伴う電流系との徹底的な比較に取り組むものである。両系において、プラズマ流のフロントは逆方向電流によって特徴づけられ、これがフロントの磁場構造を変形させることを示す。さらに実験室実験により、このような逆方向電流がプラズマ流の減速に寄与し得ることが示され、同様のメカニズムが磁気圏尾部プラズマにおいても作用している可能性について考察する。