Percée au CERN : La recréation en laboratoire du plasma de blazars soutient l'hypothèse d'un champ magnétique relique de l'Univers

Une équipe scientifique internationale, menée par des experts de l'Université d'Oxford, a annoncé une avancée majeure dans le domaine de l'astrophysique de laboratoire. Pour la première fois, ces chercheurs sont parvenus à reproduire des « boules de feu » plasmiques, typiques des blazars, dans des conditions strictement contrôlées. L'objectif de cette expérience, réalisée au sein de l'accélérateur Super Proton Synchrotron (SPS) du CERN, était double : étudier la stabilité des flux de particules émis par les blazars et lever le voile sur le mystère du déficit en rayons gamma, tout en explorant l'existence potentielle de champs magnétiques cosmiques cachés. Les conclusions de cette recherche fondamentale ont été publiées dans la revue PNAS le 3 novembre 2025.

L'essence de cette initiative novatrice résidait dans la modélisation des cascades de paires initiées par les blazars, permettant ainsi une vérification empirique des hypothèses concernant la nature des champs intergalactiques. Les scientifiques impliqués, dont le Professeur Gianluca Gregori, le Professeur Bob Bingham du STFC Central Laser Facility, et le Professeur Subir Sarkar, ont eu recours à l'installation HiRadMat. Cette plateforme a servi à générer des paires électron-positron. Ces paires ont ensuite été projetées à travers une zone d'un mètre de long, saturée de plasma environnant. Ce dispositif sophistiqué simulait la propagation du rayonnement émis par un blazar à travers le milieu intergalactique.

La question centrale à laquelle cette expérimentation devait répondre concernait la disparition inexpliquée des rayons gamma de l'ordre du gigaélectronvolt (GeV). Ces rayons sont théoriquement censés résulter des cascades générées par les rayons de plus haute énergie, mesurés en téraélectronvolts (TeV), émis par les blazars. Deux théories principales étaient en concurrence pour expliquer ce phénomène : soit une déviation des rayons par de faibles champs magnétiques intergalactiques, soit une instabilité spontanée au sein des faisceaux de paires eux-mêmes, qui engendrerait des champs magnétiques capables de disperser le rayonnement.

L'analyse méticuleuse du profil du faisceau et des signatures magnétiques a révélé un résultat surprenant : le faisceau de paires est resté remarquablement étroit et presque parfaitement parallèle. Il a démontré une auto-interaction minimale et une incapacité à générer ses propres champs magnétiques significatifs. Extrapolé aux échelles cosmiques, ce constat apporte une preuve solide que les instabilités faisceau-plasma sont trop faibles pour justifier le déficit observé en rayons gamma GeV. Par conséquent, cette observation renforce considérablement la théorie selon laquelle un champ magnétique est déjà présent dans l'espace intergalactique, un champ qui pourrait être un vestige de l'ère la plus ancienne de l'Univers.

Cette victoire méthodologique, qui permet de transposer des phénomènes cosmiques extrêmes dans un laboratoire terrestre, ouvre la voie à la vérification empirique de modèles jusqu'alors purement spéculatifs. Néanmoins, en écartant définitivement l'une des hypothèses majeures, l'expérience intensifie le mystère de l'origine de ce champ magnétique primaire : comment a-t-il été « ensemencé » dans l'Univers primordial ? Selon les chercheurs, la résolution de cette énigme pourrait nécessiter une révision profonde des principes physiques qui dépassent le cadre du Modèle Standard.