Vědci nyní věří, že fúzní reaktory určené k výrobě čisté energie mohou neúmyslně vytvořit částice, které by mohly vyřešit jednu z největších záhad fyziky: temnou hmotu. Nejedná se o vedlejší produkt jaderné fúze per se, ale o výsledek interakce vysokoenergetických neutronů s materiály reaktoru. Důsledky tohoto objevu jsou významné, protože nabízí potenciálně testovatelnou metodu pro detekci těchto nepolapitelných částic.
Problém temné hmoty
Temná hmota tvoří přibližně 84 % veškeré hmoty ve vesmíru, ale neinteraguje se světlem, takže je pro tradiční detekční metody neviditelná. Jeho existenci lze posuzovat podle gravitačního účinku na viditelnou hmotu: galaxie rotují rychleji, než by měly, na základě množství pozorované hmoty. Tento rozpor naznačuje, že existuje neviditelná složka, která drží vesmír pohromadě.
Proč na tom záleží: Pochopení temné hmoty je základem pro pochopení struktury a vývoje vesmíru. Současné modely naznačují rozsáhlou, neviditelnou síť vláken temné hmoty tvořící galaxie, ale přesvědčivé důkazy stále chybí.
Od teorie ke stěnám reaktoru
Předchozí pokusy o detekci axionů, jednoho z předních kandidátů na temnou hmotu, ve fúzních procesech byly považovány za nepraktické kvůli nedostatečné rychlosti produkce částic. Nový přístup však navrhuje použití intenzivního neutronového toku generovaného ve fúzních reaktorech deuterium-tritium.
Jak to funguje:
- Fúzní reaktory využívají k absorbování vysokoenergetických neutronů z plazmatu lithiové „množitelské skořápky“.
- Tyto neutrony přeměňují kinetickou energii na teplo a vytvářejí tritium, které slouží jako palivo pro reaktor.
- Studie naznačuje, že interakce neutronů s jádry lithia nebo uvolnění energie, když se neutrony zpomalí, by mohly vytvořit axiony nebo podobné částice.
Tento teoretický tok je výrazně vyšší než předchozí odhady a mohl by dosáhnout detekovatelných úrovní mimo reaktor.
Nečekaný zvrat: spojení s teorií velkého třesku
Tým dokonce ironicky poznamenává, že o tomto konceptu se hovořilo již v sitcomu The Big Bang Theory, kde postavy odmítly produkci axionů v plazmě jako neefektivní. Nový výzkum obchází produkci plazmatu a místo toho se zaměřuje na interakci neutronů se stěnami reaktoru.
Beyond Energy: Nové hledání neviditelného
Zatímco měřítko Slunce z něj stále dělá celkově vydatnější zdroj částic, fúzní reaktory nabízejí kontrolované a potenciálně dostupnější prostředí pro hledání temné hmoty. Tým zdůrazňuje, že ačkoli Slunce generuje více částic, reaktory nabízejí jiný, možná účinnější mechanismus.
Klíčové shrnutí: Technologie fúze má potenciál nejen způsobit revoluci ve výrobě energie, ale také odhalit tajemství skryté hmoty vesmíru. Tato neočekávaná synergie mezi výzkumem energie a základní fyzikou otevírá nový způsob, jak prozkoumat nejhlubší tajemství kosmologie.
