Międzynarodowy zespół naukowców, pod kierownictwem badaczy z Uniwersytetu Oksfordzkiego, ogłosił historyczne osiągnięcie w CERN, generując w akceleratorze Super Proton Synchrotron (SPS) plazmowe „kule ognia”. Przełom ten, opisany 3 listopada 2025 roku na łamach periodyku PNAS, ma na celu wyjaśnienie wieloletniej zagadki dotyczącej ukrytych pól magnetycznych Wszechświata oraz niewyjaśnionego braku niskoenergetycznych promieni gamma.
Eksperyment przeprowadzono w placówce HiRadMat w CERN. Proces polegał na wytworzeniu par elektron-pozyton za pomocą SPS, które następnie skierowano przez metrowej długości plazmę. W ten sposób zasymulowano kaskadę, która miałaby powstawać w przestrzeni międzygalaktycznej pod wpływem promieni gamma o energii TeV. Kluczowe dane astrofizyczne wskazują, że blazary emitują dżety gamma o ekstremalnie wysokiej energii (rzędu TeV). W kontakcie ze światłem gwiazd dżety te powinny generować pary elektron-pozyton, co z kolei powinno skutkować pojawieniem się promieni gamma o energii GeV.
Jednakże, jak od lat sygnalizują dane z teleskopów kosmicznych, w tym Fermi, te przewidywane promienie gamma o niższej energii pozostają nieuchwytne. To właśnie brak ich detekcji stanowi sedno astrofizycznej łamigłówki. Wyniki uzyskane w laboratorium sugerują, że niestabilność wiązki zaobserwowana w eksperymentalnym analogu okazała się niewystarczająca, by wyjaśnić tę kosmiczną anomalię. To przesuwa akcent na hipotezę, że za odchylenie cząstek odpowiedzialne jest rozległe pole magnetyczne, które od dawna działa w kosmosie.
To pionierskie badanie w dziedzinie astrofizyki eksperymentalnej stanowi znaczący krok naprzód, ponieważ po raz pierwszy udało się odtworzyć złożone zjawisko kosmiczne w kontrolowanych warunkach naziemnych. Metodologia wykorzystująca SPS i HiRadMat do symulowania międzygalaktycznych kaskad oferuje nowatorskie podejście do weryfikacji hipotez dotyczących interakcji wysokoenergetycznych cząstek. Poszukiwania te mają szerszy rezonans, ponieważ naukowcy dążą do zrozumienia, jak energia jest transportowana przez Wszechświat, a badania nad promieniowaniem gamma pomagają mapować najbardziej ekstremalne zjawiska kosmiczne.
Eksperymenty w CERN z wykorzystaniem plazmy otwierają nowe okna na fizykę materii w ekstremalnych stanach, co ma znaczenie nie tylko dla astrofizyki, ale i dla fizyki cząstek elementarnych. Odkrycie to, choć koncentruje się na zjawiskach kosmicznych, podkreśla głęboką jedność praw rządzących materią, od najmniejszych laboratoriów po najdalsze galaktyki.