Американські вчені довели, що термоядерні реактори можуть створювати частинки темної матерії

Нові теоретичні розрахунки вчених з Університету Цинциннаті свідчать, що термоядерні реактори можуть не лише виробляти енергію, а й створювати частинки, пов’язані з темною матерією. Дослідники на чолі з професором фізики Юре Зупаном запропонували модель, за якою в умовах реакції злиття атомів можуть утворюватися так звані аксіони — гіпотетичні субатомні частинки, що, ймовірно, становлять основу темної матерії. Результати опубліковано в журналі Jour­nal of High Ener­gy Physics.

Аксіони поки не спостерігали безпосередньо, однак більшість фізиків вважає їх ключем до розуміння природи темної матерії — невидимої субстанції, яка, за оцінками, становить більшу частину маси Всесвіту. Хоча вона не випромінює й не відбиває світло, її існування підтверджують гравітаційні ефекти: темна матерія впливає на обертання галактик і рух зірок усередині них.

У своїй роботі Зупан і його колеги з Fer­mi Nation­al Lab­o­ra­to­ry, Массачусетського технологічного інституту та Техніона (Ізраїль) розглянули конструкцію реактора, що працює на суміші дейтерію та тритію та має літієве покриття камери. Такий тип реактора, який зараз розробляє міжнародний консорціум у південній Франції, під час роботи генерує величезну кількість нейтронів. За словами Зупана, взаємодія цих нейтронів із матеріалами стінок може породжувати нові частинки, зокрема аксіоноподібні.

Інший механізм, який може створювати ці частинки, — це так зване «гальмівне випромінювання», коли нейтрони, стикаючись із ядрами атомів, сповільнюються та вивільняють енергію. Саме ці процеси, на думку науковців, здатні робити термоядерні установки потенційними «фабриками частинок темного сектора».

Професор Зупан жартома згадав, що над подібною задачею марно розмірковували вигадані герої серіалу The Big Bang The­o­ry — фізики Шелдон Купер і Леонард Гофстедтер. «Ідею, описану в нашій статті, обговорювали в одному з епізодів серіалу, але вони не змогли її реалізувати», — сказав він. Науковці зазначають, що, попри обмеженість сучасних експериментальних засобів, їхня модель відкриває новий напрям у пошуках аксіонів і, можливо, допоможе пролити світло на природу темної матерії у найближчому майбутньому.