Прорыв в ЦЕРН: лабораторное воссоздание плазмы блазаров указывает на реликтовое магнитное поле Вселенной

Международная группа ученых, возглавляемая специалистами из Оксфордского университета, объявила о значительном достижении в лабораторной астрофизике: впервые удалось воспроизвести в контролируемых условиях плазменные «огненные шары». Эксперимент, проведенный на ускорителе Super Proton Synchrotron в ЦЕРН, был нацелен на изучение стабильности потоков частиц, исходящих от блазаров, и прояснение тайны дефицита гамма-лучей и существования скрытых космических магнитных полей. Результаты исследования были опубликованы в издании PNAS 3 ноября 2025 года.

Суть новаторской работы заключалась в моделировании каскадов пар, инициируемых блазарами, для эмпирической проверки гипотез о природе межгалактических полей. Исследователи, в числе которых были профессор Джанлука Грегори, профессор Боб Бингем из STFC Central Laser Facility и профессор Субир Саркар, использовали установку HiRadMat для генерации пар электрон-позитрон. Эти пары затем направлялись через метровую область, заполненную окружающей плазмой, что имитировало распространение излучения блазара через межгалактическую среду.

Ключевой вопрос, который ставился перед экспериментом, касался необъяснимого исчезновения гамма-лучей с энергией в гигаэлектронвольтах (ГэВ). Эти лучи, согласно расчетам, должны возникать в результате каскадов из более высокоэнергетических тераэлектронвольт (ТэВ) лучей, испускаемых блазарами. Существовали две основные версии: либо отклонение лучей слабыми межгалактическими магнитными полями, либо самопроизвольная нестабильность в пучках пар, генерирующая рассеивающие излучение магнитные поля. Анализ профиля пучка и магнитных сигнатур показал, что пучок пар оставался на удивление узким и почти параллельным, демонстрируя минимальное самовоздействие или генерацию собственных магнитных полей.

Этот результат, экстраполированный на космические масштабы, убедительно свидетельствует о том, что неустойчивости пучка-плазмы слишком незначительны, чтобы объяснить дефицит ГэВ-гамма-лучей. Следовательно, данное наблюдение укрепляет позицию теории о том, что в межгалактическом пространстве уже существует магнитное поле, вероятно, унаследованное от самой ранней эпохи Вселенной. Эта методологическая победа, переносящая экстремальные космические явления в земную лабораторию, позволяет эмпирически проверять умозрительные модели. Однако, исключив одну гипотезу, эксперимент углубляет загадку о том, как именно это первичное магнитное поле было «засеяно» в ранней Вселенной, что, по мнению исследователей, может потребовать пересмотра физики за пределами Стандартной модели.