Темная материя
Темная материя
Алексей Серов Опубликована сегодня в 21:02

Не космосом единым: частицы тёмной материи могут рождаться прямо в термоядерном реакторе

Физики нашли земной способ поиска тёмной материи

Физики приблизились к одной из самых загадочных тем современной науки — поиску частиц, которые могут составлять тёмную материю. Новая теоретическая работа показывает, что редкие и почти неуловимые аксионы, возможно, можно получать не в космосе, а в условиях управляемого термоядерного синтеза. Такой подход открывает неожиданный мост между энергетикой будущего и фундаментальной физикой. Об этом сообщает "Наука Mail".

Почему аксионы так важны

Аксионы — гипотетические частицы, которые в рамках современных теорий считаются одними из главных кандидатов на роль тёмной материи. Эта форма материи не взаимодействует со светом, поэтому её невозможно увидеть напрямую. О её существовании учёные судят по гравитационному влиянию на галактики и движение звёзд.

Понимание природы тёмной материи необходимо для объяснения того, как развивалась Вселенная после Большого взрыва около 14 миллиардов лет назад. Именно поэтому поиск аксионов тесно связан с тем, как исследователи сопоставляют наблюдения ранней Вселенной с моделями тёмной материи.

Реактор как источник частиц тёмного сектора

Исследование было выполнено учёными из Калифорнийского университета, Национальной лаборатории имени Ферми, Массачусетского технологического института и Техниона. Команда рассмотрела перспективный термоядерный реактор, работающий на смеси дейтерия и трития и оснащённый литиевой облицовкой стенок.

Ключевая идея заключается в том, что такой реактор создаёт чрезвычайно интенсивный поток нейтронов. Именно они, взаимодействуя с материалом стенок и замедляясь в процессе реакций, могут порождать частицы так называемого тёмного сектора. По расчётам авторов, среди них могут быть аксионы или близкие к ним по свойствам объекты.

Новый взгляд на старую задачу

Профессор Калифорнийского университета Юре Зупан, один из авторов работы, поясняет, что ранее вероятность обнаружения аксионов оценивалась по аналогии с процессами, происходящими на Солнце. Такой подход давал крайне низкие шансы на успех.

Однако в установках управляемого синтеза, по мнению учёных, могут работать иные физические механизмы. Интенсивные нейтронные реакции и особенности материалов открывают новые каналы рождения частиц, что перекликается с современными попытками объяснить происхождение редких частиц — например, в исследованиях, где нейтрино сверхвысоких энергий связывают с экстремальными астрофизическими объектами.

От популярной культуры к науке

Любопытно, что похожая задача появлялась в сериале "Теория большого взрыва". Его герои пытались рассчитать вероятность рождения аксионов, но пришли к пессимистичному выводу. Авторы нового исследования подчёркивают, что в художественном сюжете рассматривался лишь один сценарий, тогда как реальная физика допускает более широкий спектр процессов.

Перспективы будущих экспериментов

Работа носит теоретический характер, но предлагает конкретный механизм, который может лечь в основу будущих экспериментов. Если расчёты подтвердятся, термоядерные реакторы смогут стать новым инструментом в поиске тёмной материи — редким случаем, когда прикладные технологии и космология сходятся в одной точке.

Таким образом, управляемый термоядерный синтез может оказаться полезным не только для энергетики, но и для ответа на один из главных вопросов о составе Вселенной.

Читайте также

Листья рядом с плодом показали стадию его созревания — Университет Ровира и Виргили сегодня в 19:52
Плод молчит — листья говорят: найден бесконтактный способ определить спелость урожая

Учёные нашли способ определять зрелость фруктов без контакта с ними. Анализ листьев рядом с плодом позволяет точно выбрать момент сбора и сохранить урожай целым.

Читать полностью »
Физики создали прозрачный утеплитель для окон — Университет Колорадо сегодня в 18:49
Окна больше не охлаждают дом: новый материал меняет подход к строительству

Учёные создали прозрачный материал для окон, который снижает теплопотери без ухудшения видимости и может изменить подход к энергоэффективному строительству.

Читать полностью »
Учёные разработали топливо для самолётов из помидоров — ТУ Граца сегодня в 17:45
То, что сжигали годами, оказалось золотом: томатные отходы меняют правила игры в небе

Учёные предложили перерабатывать томатные отходы в экологичное авиационное топливо. Проект может снизить выбросы и сделать авиацию более устойчивой.

Читать полностью »
Золошлаки угольных ТЭС переработали в строительные материалы — ВНИИГ Веденеева сегодня в 16:28
Отходы ТЭС превращают в бетон: Петербург дал золошлакам вторую жизнь и снизил долю цемента на 50%

В Петербурге разработали технологии, позволяющие перерабатывать отходы угольных электростанций в прочный бетон, снижая затраты и экологическую нагрузку.

Читать полностью »
Универсальную сосудистую систему обнаружили у растения возрастом 407 млн лет сегодня в 15:24
Не мхи и не папоротники: древнее растение раскрыло тайну выхода жизни на сушу

Ученые выяснили, что первые наземные растения использовали необычную систему транспорта веществ, раскрывающую сложный путь эволюции зелёной жизни на Земле.

Читать полностью »
Рысята используют десять типов звуковых сигналов — ИПЭЭ РАН сегодня в 14:19
Детёныши рыси оказались не такими простыми: их "разговоры" сложнее, чем у других кошачьих

Ученые впервые доказали, что рысята с рождения используют сложные и даже двухголосные звуки, что делает евразийскую рысь уникальной среди кошачьих.

Читать полностью »
Псилоцибин уменьшил баллы YBOCS у пациентов с ОКР — Университет Макмастера сегодня в 13:40
Надежда для пациентов с ОКР: один препарат показал заметный результат

Учёные из Канады проанализировали исследования психоделиков при ОКР и обнаружили, что псилоцибин снижает выраженность навязчивых симптомов, тогда как эффективность каннабиса клинически не подтверждена.

Читать полностью »
Здоровые привычки сделали мозг моложе на восемь лет — Университет Флориды сегодня в 12:35
Мозг может быть моложе паспорта на 8 лет — и для этого не нужны таблетки

Учёные выяснили, что сон, отказ от курения и активное общение способны замедлить старение мозга. Биологический возраст нервной ткани может быть на годы моложе паспортного.

Читать полностью »