Науковий експеримент CERN може відкрити нову фізику за межами Стандартної моделі

Міжнародна команда науковців під керівництвом Оксфордського університету вперше створила у лабораторії плазмові «вогняні кулі», щоб дослідити поведінку космічних струменів від блазарів. Експеримент проведено на прискорювачі Super Pro­ton Syn­chro­tron у CERN, а результати опубліковані в журналі PNAS.

Блазари — це активні галактики з надмасивними чорними дірами, які викидають вузькі струмені частинок і випромінювання майже зі швидкістю світла. Вони генерують потужне гамма‑випромінювання, але очікуваний сигнал у нижчому діапазоні енергій (GeV) так і не був зафіксований космічними телескопами. Це породило загадку «зниклих» гамма‑променів.

Існували дві основні гіпотези: слабкі міжгалактичні магнітні поля відхиляють частинки так, що їхнє випромінювання не доходить до Землі, або ж самі струмені стають нестабільними у міжгалактичній плазмі й втрачають енергію.

Щоб перевірити ці ідеї, команда створила лабораторний аналог — пучок електронів і позитронів, пропущений крізь плазму. Вимірювання показали, що пучок залишався стабільним і майже не створював власних магнітних полів. Це означає, що плазмові нестабільності занадто слабкі, щоб пояснити відсутність гамма‑сигналу.

Експеримент Fire­ball, встановлений в зоні опромінення HiRad­Mat. Джерело: Джанлука Грегорі

Таким чином, результати посилюють аргументи на користь існування міжгалактичних магнітних полів, які могли виникнути ще в ранньому Всесвіті. Водночас залишається відкритим питання їхнього походження, адже первісний космос був надзвичайно однорідним.

Науковці вважають, що розгадка може вимагати нової фізики за межами Стандартної моделі. Майбутні інструменти, зокрема Cherenkov Tele­scope Array Obser­va­to­ry, допоможуть перевірити ці висновки та уточнити теорії. Експеримент став прикладом того, як лабораторна астрофізика може відтворювати екстремальні космічні умови й наближати нас до розуміння фундаментальних процесів у Всесвіті.