欧洲核子研究中心（CERN）实现突破：实验室重现耀变体等离子体，为宇宙遗留磁场提供强有力证据

国际专家团队，由牛津大学的专业人士领衔，在实验室天体物理学领域宣布了一项重大成就：他们首次在受控条件下成功复制了等离子体“火球”。这项实验在欧洲核子研究中心（CERN）的超质子同步加速器（Super Proton Synchrotron, SPS）上进行，旨在深入探究源自耀变体的粒子流的稳定性，并试图揭开伽马射线缺失之谜以及隐藏的宇宙磁场是否存在。这项具有里程碑意义的研究成果已于2025年11月3日发表在权威期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

这项创新工作的核心在于对由耀变体引发的电子对级联进行建模，以便对星系际磁场本质的假设进行实证检验。研究人员，包括詹卢卡·格雷戈里教授（Professor Gianluca Gregori）、来自STFC中央激光设施的鲍勃·宾厄姆教授（Professor Bob Bingham）以及苏比尔·萨卡尔教授（Professor Subir Sarkar），利用HiRadMat装置生成了高能电子-正电子对。随后，这些粒子对被导向穿过一个充满周围等离子体的、长达一米的区域。这一精密的设置旨在模拟耀变体辐射在广袤的星系际介质中传播的真实场景。

本次实验所要解决的关键科学问题，涉及吉电子伏特（GeV）能量伽马射线无法解释的“失踪”现象。根据理论计算，这些GeV射线本应由耀变体发射的更高能量的太电子伏特（TeV）射线级联产生。当时主要存在两种相互竞争的解释：第一种是射线被微弱的星系际磁场偏转；第二种是粒子对束流中自发产生不稳定性，进而生成散射辐射的磁场。然而，对束流剖面及其磁信号的分析结果令人惊讶：粒子对束流保持了极窄且几乎平行的状态，这表明其自身的相互作用或自生磁场效应微乎其微。

将这一在地球实验室取得的结果推断到浩瀚的宇宙尺度，它有力地证明了束流-等离子体的不稳定性效应过于轻微，不足以解释观测到的GeV伽马射线的缺失现象。因此，这一关键观测结果坚实地支持了另一种理论：即星系际空间中早已存在着磁场，这很可能是宇宙极早期遗留下来的“原初”磁场。这种将极端宇宙现象带入实验室进行验证的方法论，无疑是一次巨大的胜利，使得对推测模型的检验成为可能。然而，在排除了一种假设之后，该实验也加深了另一个谜团：即这种原初磁场究竟是如何在早期宇宙中“播种”的。研究人员认为，要彻底解开这个谜团，可能需要重新审视超越物理学标准模型的理论框架。