Một tập thể các nhà khoa học quốc tế, do Đại học Oxford dẫn đầu, đã đạt được một thành tựu lịch sử khi lần đầu tiên thành công trong việc kiến tạo các cấu trúc plasma được ví như 'quả cầu lửa' tại cơ sở máy gia tốc Super Proton Synchrotron (SPS) của CERN ở Geneva. Công trình nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí PNAS vào ngày 3 tháng 11 năm 2025, tập trung vào việc làm sáng tỏ một bí ẩn vũ trụ dai dẳng: sự thiếu hụt các tia gamma năng lượng thấp mà các kính viễn vọng không gian chưa thể quan sát được.
Thí nghiệm mô phỏng này được thực hiện bằng cách tận dụng cơ sở vật chất HiRadMat của CERN. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các cặp electron-positron thông qua SPS, sau đó cho chúng đi qua một kênh plasma dài một mét. Quá trình này tái hiện lại một cách tinh vi chuỗi phản ứng được giả định xảy ra khi các tia gamma TeV (tera-electronvolt) tương tác trong không gian liên thiên hà. Theo lý thuyết, các tia vũ trụ cực mạnh từ các thiên hà hoạt động mạnh mẽ (blazar) sẽ tương tác với ánh sáng sao, tạo ra các cặp electron-positron, và cuối cùng sinh ra các tia gamma năng lượng thấp hơn ở mức GeV (giga-electronvolt).
Tuy nhiên, các đài quan sát không gian như vệ tinh Fermi đã không ghi nhận được những tia gamma GeV dự kiến này. Sự hợp tác giữa các nhà khoa học từ Đại học Oxford và Cơ sở Laser Trung tâm (CLF) của Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ (STFC) đã tiến hành kiểm tra giả thuyết về sự bất ổn của chùm tia plasma, vốn được cho là nguyên nhân gây tiêu tán năng lượng của chùm tia khi di chuyển qua môi trường giữa các thiên hà. Trái với dự đoán, chùm tia plasma được tạo ra trong phòng thí nghiệm lại cho thấy sự ổn định đáng kinh ngạc, duy trì đường đi hẹp và gần như song song, với rất ít dấu hiệu nhiễu loạn hoặc từ trường tự sinh.
Kết quả này cho thấy sự bất ổn của chùm tia trong phòng thí nghiệm không đủ để giải thích cho sự biến mất của các tia gamma GeV. Phát hiện này được mô tả là một bước ngoặt, chuyển hướng sự chú ý sang một khả năng khác: sự tồn tại của một từ trường ngoại lai, có thể là tàn dư từ những thời kỳ sơ khai của Vũ trụ, đang làm lệch hướng các hạt. Giáo sư Gianluca Gregori nhấn mạnh tầm quan trọng của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm trong việc thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết và dữ liệu quan sát thiên văn. Các nhà khoa học hiện đang kỳ vọng các đài quan sát sắp tới, như Mảng Kính viễn vọng Cherenkov (CTA), sẽ cung cấp dữ liệu có độ phân giải cao hơn để kiểm chứng giả thuyết về từ trường yếu này, mở ra cánh cửa cho những hiểu biết sâu sắc hơn về vật lý vượt ra ngoài Mô hình Chuẩn.