Hãy tưởng tượng việc tái tạo các điều kiện của một ngôi sao neutron trong phòng thí nghiệm. Những tiến bộ gần đây trong công nghệ laser đang biến điều này thành hiện thực, mở ra cánh cửa để khám phá vật lý cực đoan trước đây chỉ giới hạn trong môi trường vật lý thiên văn.
Các nhà nghiên cứu ở Hoa Kỳ, được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia và Văn phòng Nghiên cứu Khoa học của Không quân, đang sử dụng laser đa petawatt để tạo ra từ trường cực mạnh trong plasma đậm đặc. Các mô phỏng cho thấy từ trường vượt quá 4 gigagauss có thể đạt được, gần bằng cường độ được tìm thấy trong từ quyển của sao neutron.
Những từ trường mạnh mẽ này tạo điều kiện cho việc sản xuất các chùm tia gamma năng lượng cao và, đáng chú ý, việc tạo ra các cặp electron-positron trực tiếp từ ánh sáng. Bước đột phá này cho phép nghiên cứu sự kết nối lại từ tính tương đối tính và động lực học electron do bức xạ chi phối, mang lại các ứng dụng tiềm năng trong các công cụ chẩn đoán mới, nguồn hạt nhỏ gọn và các mô hình cải tiến về các hiện tượng vũ trụ.
Khả năng tạo ra các chùm tia gamma cũng mở đường cho việc tạo ra vật chất từ ánh sáng thông qua quá trình Breit-Wheeler. Các mô phỏng dự đoán rằng việc va chạm các chùm tia gamma được tạo ra bởi laser có thể tạo ra hàng triệu cặp electron-positron, một bước nhảy vọt đáng kể so với các thí nghiệm trước đây.
Hơn nữa, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng một chùm tia laser duy nhất có thể tự tổ chức plasma thành một máy va chạm photon-photon, phát ra tia gamma theo cả hướng tiến và lùi. Cách tiếp cận sáng tạo này đơn giản hóa quá trình tạo ra vật chất từ ánh sáng, làm cho nó khả thi hơn về mặt thử nghiệm và có khả năng dẫn đến các nguồn positron nhỏ gọn, dựa trên laser để đặc trưng vật liệu và nghiên cứu phản vật chất.