Физики нашли способ поиска тёмной материи в термоядерных реакторах

Международная группа физиков предложила теоретический метод, позволяющий использовать термоядерные реакторы для поиска аксионов — гипотетических частиц, которые могут составлять тёмную материю. Решение задачи, над которой безуспешно «ломали голову» герои сериала «Теория Большого взрыва», описано в журнале Journal of High Energy Physics.

Исследование возглавил профессор Университета Цинциннати Юре Зупан. Учёные рассмотрели конструкцию реактора, работающего на смеси дейтерия и трития в камере с литиевой оболочкой, подобного строящемуся во Франции проекту ITER. В таком реакторе образуется огромное количество нейтронов.

«Нейтроны взаимодействуют с материалом стенок. Возникающие в результате ядерные реакции могут затем создавать новые частицы», — объяснил Зупан. Другой возможный путь — рождение частиц при замедлении нейтронов, когда высвобождается энергия тормозного излучения.

Именно эти механизмы, по мнению авторов, теоретически могут приводить к генерации аксионов или похожих на них частиц прямо в реакторе.

«Общая идея из нашей статьи обсуждалась в "Теории Большого взрыва" много лет назад, но Шелдон и Леонард не смогли заставить её работать», — отметил Зупан.

В сериале на доске была изображена неудачная попытка сравнить шансы обнаружения аксионов от Солнца и от реактора. Зупан пояснил, что Солнце как огромный источник энергии даёт больше частиц, однако в реакторах можно использовать иные процессы для их генерации.

Аксионы рассматриваются как один из главных кандидатов на роль частиц тёмной материи, которая, как считается, составляет большую часть массы Вселенной, но не взаимодействует со светом и до сих пор не обнаружена напрямую.