Физики разгадали загадку с аксионами из «Теории большого взрыва»

Термоядерные реакторы могут вырабатывать аксионы — частицы темной материи, существование которых пока не доказано. Ученые раскрыли новый механизм их появления, вдохновившись популярным сериалом.

Физики изложили теоретические модели термоядерных реакторов, способных производить аксионы — загадочные частицы, которые могут помочь объяснить природу темной материи.

Источник: Kandinsky

Группа физиков во главе с профессором Юре Зупаном из Калифорнийского университета утверждает, что нашла способ получать аксионы — потенциальные составляющие темной материи — непосредственно в термоядерных реакторах, работающих на дейтерии и тритии. До сих пор решение подобной проблемы казалось невозможным даже персонажам популярного телевизионного сериала «Теория большого взрыва». Шелдон и Леонард посвятили решению аналогичной проблемы целых три эпизода пятого сезона, но так и не добились успеха, пишет ScienceDaily.

Темная материя представляет особый интерес для науки, так как она существует практически с момента Большого взрыва около 14 млрд лет назад и, вероятно, доминирует над обычной видимой материей. Хотя сама темная материя никогда не была зарегистрирована напрямую, ученые предполагают, что именно она ответственна за необычные орбиты звезд и поведение галактик.

По словам авторов нового исследования, одной из возможных платформ для производства аксионов может стать проект термоядерного реактора, реализуемый международными усилиями в южной части Франции. Термоядерный реактор нового типа способен генерировать интенсивные нейтронные потоки, инициируя реакции, ведущие к появлению частиц, ассоциированных с темным сектором. 

Новое теоретическое исследование показывает, как нейтроны внутри будущих термоядерных реакторов могут запускать редкие реакции, в результате которых образуются аксионы — частицы, существование которых давно предполагалось, но которые никогда не наблюдались.

Источник: Freepik

Механизм включает два основных сценария: первый предполагает реакцию нейтронов с материалом стенок реактора, результатом которой могут стать новые элементарные частицы. Во втором сценарии нейтроны сталкиваются с иными частицами, создавая тормозное излучение, которое также потенциально способно породить аксионы.

Зупан обратил внимание на то, что предложенные подходы обеспечивают получение аксионов или аналогичных частиц искусственно, несмотря на провалы вымышленных физиков из телешоу. Вместе с тем расчеты показывают ограниченную продуктивность таких методов в сравнении с природным образованием аксионов в солнечной среде.

Таким образом, хотя юмористическое обыгрывание научной загадки превратилось в культурный феномен благодаря популярному сериалу, подлинные научные разработки расширяют горизонты познания темной материи, обогащая научную мысль новыми открытиями и возможностями для практических исследований.

Тем временем в России разработали методику улучшения нанобиосенсоров.