是我们这个时代最大的宇宙奥秘之一。 它们是无线电波长中极其强大但极其短暂的电磁辐射爆炸，在几毫秒内释放出相当于 5 亿个太阳的能量。
多年来，科学家们一直对是什么导致了这些在数百万至数十亿光年之外的星系中检测到的短暂爆发感到困惑。 然后，在 2020 年 4 月，我们取得了非常强劲的领先优势：来自银河系内部某物的短暂而强大的无线电波闪光？ 磁星。
这表明至少有一些快速射电爆发是由这些极度磁化的死星产生的。 现在，根据量子电动力学 (QED) 理论，物理学家设计了一种方法，可以在实验室中复制我们认为在这些疯狂爆炸的第一阶段发生的情况。
“我们的实验室模拟是磁星环境的小规模模拟，”物理学家克南曲说普林斯顿大学的。 “这使我们能够分析 QED 对等离子体。”
磁星是一种死星，称为磁星。 当一颗大质量恒星到达其寿命终点时，它会吹掉其外部物质和核心，不再受到外部压力的支撑，在自身重力作用下塌陷，形成具有强大磁场的超致密物体。 那就是中子星。
一些中子星具有更强大的磁场。 那是一颗磁星。 我们不知道它们是如何做到这一点的，但它们的磁场比普通中子星强大约 1,000 倍，并且千万亿次比地球更强大。
科学家认为，快速射电爆发是磁场与重力向内压力之间张力的结果，磁场的强度如此之大，以至于扭曲了磁星的形状。
磁场也被认为负责将磁星周围空间中的物质转变为由物质组成的等离子体-对。 这些对由带负电的电子和带正电的正电子组成，它们是认为发挥作用在排放的罕见的快速射电暴那重复。
这种等离子体称为对等离子体，它与宇宙中的大多数等离子体非常不同。 正常等离子体由电子和较重的离子组成。 对等离子体中的物质-反物质对具有相等的质量，并且自发地彼此形成和湮灭。 对等离子体的集体行为与普通等离子体非常不同。
由于所涉及的磁场强度如此之大，曲和他的同事设计了一种通过其他方式在实验室中产生对等离子体的方法。
“我们不是模拟强磁场，而是使用强激光，”解释什么。
“它通过所谓的 QED 级联将能量转换为对等离子体。然后，对等离子体将激光脉冲转移到更高的频率。这一令人兴奋的结果展示了在实验室中创建和观察 QED 对等离子体的前景，并使实验能够验证有关快速的理论。无线电爆发。”
该技术涉及产生高速电子束，其行进速度接近光速。 向该光束发射中等强度的激光，由此产生的碰撞产生一对等离子体。
此外，它还减慢了产生的等离子体的速度。 这可以解决之前创建对等离子体实验中发现的问题之一吗？ 观察他们的集体行为。
“我们认为我们知道什么法则支配着它们的集体行为。但是，在我们真正在实验室中生产出一对等离子体，展示出我们可以探测的集体现象之前，我们不能绝对确定这一点。”物理学家纳特·费什说普林斯顿大学的。
“问题是，众所周知，对等离子体中的集体行为很难观察。因此，我们的一个重要步骤是将其视为联合生产观察问题，认识到一种伟大的观察方法放宽了必须进行的条件。产生并反过来引导我们获得更实用的用户设施。”
观察实验尚未进行，但它提供了一种以前不可能进行这些探测的方法。 它减少了对可能超出我们技术能力和预算的极其强大设备的需求。
该团队目前正准备在 SLAC 国家加速器实验室进行一系列实验来测试他们的想法。 他们希望，这将帮助他们了解磁星如何产生对等离子体，这些对等离子体如何产生快速射电爆发，并确定可能涉及的任何以前未知的物理现象。
“从某种意义上说，我们在这里所做的就是产生无线电爆发的级联的起点，”物理学家塞巴斯蒂安·梅伦说斯坦福大学和 SLAC 的合作。
“如果我们能够在实验室中观察到像射电爆发这样的东西，那将是非常令人兴奋的。但第一部分只是观察电子束的散射，一旦我们做到了，我们将提高激光强度以达到更高的强度。我们的想法是，我们的实验将在未来两年左右的时间里不断发展。”
因此，我们可能需要更长的时间才能得到快速射电爆发的答案。 但如果说这些年来我们学到了什么的话，那就是揭开这个迷人的谜团绝对值得等待。
该团队的论文发表于等离子体物理学。
