在一項史無前例的實驗中，科學家們在地球上的粒子加速器中重現了“宇宙火球”。該實驗旨在研究地球上噴發的高溫氣體或等離子體噴流的持久性，為超大質量黑洞驅動的銀河發動機（稱為耀變體）提供燃料。反過來，這可以解開隱藏磁場和缺失的高能伽馬射線之謎。
來自牛津大學和科學技術委員會中央激光設施 (STFC) 的科學家聯手，利用歐洲核子研究組織 HiRadMat（材料高輻射）設施的超級質子同步加速器來生成電子-正電子對。然後他們爆炸了這些 物質反物質 對應物通過 3.3 英尺（1 米）的等離子體進行交配，重現食品飛機上的條件 超大質量黑洞 被稱為 耀變體。這使他們能夠模擬宇宙中一些最極端的物理現象。
什麼是火焰？
耀變體是活躍星系核（AGN）的一個子集，活躍星系核是星系的中心區域，主要由質量為太陽數百萬甚至數十億倍的超大質量黑洞的湍流供給所控制。這些宇宙泰坦被扁平的、旋轉的氣體和塵埃雲包圍，稱為吸積盤，由於中心黑洞巨大引力產生的摩擦而發出耀眼的光芒。
這些吸積盤逐漸將物質拋入黑洞的胃中，但並非黑洞周圍的所有物質都被消耗掉。強大的磁場將一些物質引導到黑洞的兩極，在那裡物質被加速到接近光速，並爆炸為對齊等離子體的雙射流。 Blazar 是 AFN 的名稱，它將這些等離子射流之一引向地球。這些噴流產生強烈的伽馬射線輻射，可以通過地面望遠鏡在地球上檢測到。但缺少一些東西。
當這些伽馬射線爆發穿過星系際空間時，它們將光子散射到恆星的背景光中，從而產生電子形式的物質和正電子形式的反物質。這些物質-反物質對 必須 是由遍布宇宙的宇宙化石輻射場發出的，稱為“宇宙微波背景”或“CMB”，這是大爆炸後不久發生的事件的殘餘物。
這種散射會產生能量較低的伽馬射線，可以被費米航天器等天基伽馬射線望遠鏡捕獲。然而，到目前為止，這些儀器還無法探測到低能伽馬射線。
幫助！我們的伽馬射線失踪了！
關於低能伽馬射線為何會“失踪”有多種理論。一種觀點認為，電子-正電子對會被微弱的星際磁場偏轉，從而使低能伽馬射線偏轉出我們的視線。另一個建議是，這些物質-反物質對在穿過散佈在星系之間的極其罕見的物質時變得不穩定。這可能會導致這些射流的電流產生微小波動，從而產生磁場，從而導致進一步的不穩定。最終結果將是樑的能量耗散。另一種可能性是，星系之間存在著早期宇宙遺留下來的遺跡磁場，它會干擾低能伽馬射線。
在測試前兩個概念時，科學家團隊得出了一些非常有啟發性和令人驚訝的結果。該團隊原本預計光束會擴散並斷裂。然而，他們實際觀察到的是光束保持其狹窄的形狀，幾乎沒有斷裂，也沒有磁場產生的破壞。這意味著等離子體束的不穩定性太弱，無法解釋低能伽馬射線的不存在。這可以支持星系間介質（即在星系之間移動的物質）中存在遺跡磁場的想法。
研究結果提出了更多問題。尤其是，由於早期宇宙極其均勻，不知道原始宇宙中是如何種植這樣的遺蹟的。這個難題的答案可能涉及尋找標準模型之外的物理學，也許使用切倫科夫望遠鏡天文台（CTAO）等未來設施。
薩福德大學研究小組成員、薩福德大學實驗室的 O Subirxer 表示：“參與這樣的創新實驗非常有趣，它為 CERN 正在進行的前沿研究增加了一個新的維度——我們希望我們的驚人結果能夠激發等離子體天體物理學界對在陸地高能物理環境中研究基本宇宙問題的可能性的興趣。”
該團隊的研究成果於週一（11 月 3 日）發表在《PNAS》雜誌上。
