Terobosan di CERN: Rekreasi Plasma Blazar di Laboratorium Mengindikasikan Medan Magnet Relik Alam Semesta

Sebuah pencapaian monumental dalam astrofisika laboratorium telah diumumkan oleh tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh para ahli dari Universitas Oxford. Untuk pertama kalinya, mereka berhasil mereplikasi “bola api” plasma dalam kondisi yang sepenuhnya terkontrol. Eksperimen krusial ini dilaksanakan di akselerator Super Proton Synchrotron yang berlokasi di CERN. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk menyelidiki sejauh mana stabilitas aliran partikel yang dipancarkan oleh blazar, sekaligus mengungkap misteri defisit sinar gamma dan keberadaan medan magnet kosmik yang tersembunyi. Temuan signifikan dari riset ini telah dipublikasikan dalam jurnal PNAS pada tanggal 3 November 2025.

Inti dari proyek inovatif ini berfokus pada pemodelan kaskade pasangan yang dipicu oleh blazar, yang dirancang untuk menguji secara empiris hipotesis mengenai sifat medan antargalaksi. Para peneliti kunci yang terlibat, termasuk Profesor Gianluca Gregori, Profesor Bob Bingham dari STFC Central Laser Facility, dan Profesor Subir Sarkar, memanfaatkan fasilitas HiRadMat. Fasilitas ini digunakan untuk menghasilkan pasangan elektron-positron. Pasangan partikel berenergi tinggi ini kemudian diarahkan melintasi area sepanjang satu meter yang telah diisi dengan plasma di sekitarnya. Proses ini secara efektif mensimulasikan bagaimana radiasi blazar merambat melalui medium antargalaksi yang luas.

Pertanyaan fundamental yang ingin dijawab melalui eksperimen ini berkaitan dengan hilangnya sinar gamma berenergi gigaelectronvolt (GeV) yang hingga kini belum terjelaskan. Berdasarkan perhitungan teoritis, sinar GeV ini seharusnya terbentuk sebagai hasil dari kaskade sinar teraelectronvolt (TeV) berenergi lebih tinggi yang dipancarkan oleh blazar. Terdapat dua hipotesis utama yang bersaing untuk menjelaskan defisit ini. Hipotesis pertama menyatakan bahwa sinar-sinar tersebut dibelokkan oleh medan magnet antargalaksi yang sangat lemah. Hipotesis kedua mengusulkan adanya ketidakstabilan spontan dalam berkas pasangan partikel itu sendiri, yang kemudian menghasilkan medan magnet penyebar radiasi. Namun, analisis cermat terhadap profil berkas dan tanda-tanda magnetik menunjukkan hasil yang mengejutkan: berkas pasangan tersebut tetap sangat sempit dan hampir paralel. Ini membuktikan bahwa interaksi internal atau pembentukan medan magnet sendiri oleh berkas tersebut sangatlah minim.

Apabila hasil ini diekstrapolasikan ke skala kosmik yang jauh lebih besar, temuan tersebut memberikan indikasi kuat bahwa ketidakstabilan berkas-plasma terlalu tidak signifikan untuk menjadi penyebab defisit sinar gamma GeV. Oleh karena itu, observasi ini secara signifikan memperkuat teori yang menyatakan bahwa ruang antargalaksi sudah memiliki medan magnet, yang kemungkinan besar merupakan warisan dari era paling awal pembentukan Alam Semesta—sering disebut sebagai medan magnet relik. Kemenangan metodologis ini, yang berhasil memindahkan fenomena kosmik ekstrem ke dalam lingkungan laboratorium Bumi, memungkinkan pengujian empiris terhadap model-model spekulatif. Meskipun demikian, dengan menyingkirkan satu hipotesis, eksperimen ini justru memperdalam misteri tentang bagaimana persisnya medan magnet primer ini “ditaburkan” di Alam Semesta awal. Para peneliti berpendapat bahwa pemecahan misteri ini mungkin menuntut peninjauan kembali fisika yang melampaui Batas Model Standar.