Naukowcy uważają obecnie, że reaktory termojądrowe zaprojektowane do wytwarzania czystej energii mogą w sposób niezamierzony wytwarzać cząstki, które mogą rozwiązać jedną z największych tajemnic fizyki: ciemną materię. Nie jest to produkt uboczny syntezy jądrowej per se, ale wynik interakcji wysokoenergetycznych neutronów z materiałami reaktora. Konsekwencje tego odkrycia są znaczące, ponieważ oferuje potencjalnie sprawdzalną metodę wykrywania tych nieuchwytnych cząstek.
Problem ciemnej materii
Ciemna materia stanowi około 84% całej materii we wszechświecie, ale nie oddziałuje ze światłem, przez co jest niewidoczna dla tradycyjnych metod wykrywania. Jego istnienie można ocenić na podstawie wpływu grawitacji na widzialną materię: galaktyki obracają się szybciej, niż powinny, biorąc pod uwagę ilość obserwowanej masy. Ta rozbieżność wskazuje, że istnieje niewidzialny element spajający kosmos.
Dlaczego to ma znaczenie: Zrozumienie ciemnej materii ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia struktury i ewolucji Wszechświata. Obecne modele sugerują rozległą, niewidzialną sieć włókien ciemnej materii tworzących galaktyki, ale wciąż brakuje jednoznacznych dowodów.
Od teorii do ścian reaktora
Poprzednie próby wykrycia aksjonów, jednego z głównych kandydatów na ciemną materię, w procesach syntezy uznano za niepraktyczne ze względu na niewystarczające tempo wytwarzania cząstek. Jednak nowe podejście sugeruje wykorzystanie intensywnego strumienia neutronów generowanego w reaktorach termojądrowych deuter-tryt.
Jak to działa:
- Reaktory termojądrowe wykorzystują litowe „powłoki hodowlane” do absorpcji wysokoenergetycznych neutronów z plazmy.
- Te neutrony przekształcają energię kinetyczną w ciepło i wytwarzają tryt, który służy jako paliwo dla reaktora.
- Badanie sugeruje, że interakcja neutronów z jądrami litu lub uwolnienie energii podczas zwalniania neutronów może spowodować powstanie aksjonów lub podobnych cząstek.
Ten teoretyczny strumień jest znacznie wyższy niż poprzednie szacunki i może osiągnąć wykrywalny poziom poza reaktorem.
Nieoczekiwany zwrot akcji: powiązanie z teorią Wielkiego Wybuchu
Zespół nawet ironicznie zauważa, że koncepcja ta była już omawiana w serialu telewizyjnym Teoria wielkiego podrywu, w którym bohaterowie odrzucili produkcję osi w plazmie jako nieefektywną. W nowych badaniach pominięto produkcję plazmy, koncentrując się zamiast tego na interakcji neutronów ze ścianami reaktora.
Poza energią: nowe poszukiwania niewidzialnego
Chociaż skala Słońca w dalszym ciągu sprawia, że jest ono ogólnie bardziej płodnym źródłem cząstek, reaktory termojądrowe oferują kontrolowane i potencjalnie bardziej dostępne środowisko do poszukiwań ciemnej materii. Zespół podkreśla, że chociaż Słońce wytwarza więcej cząstek, reaktory oferują inny, być może bardziej wydajny mechanizm.
Kluczowy wniosek: Technologia termojądrowa może nie tylko zrewolucjonizować produkcję energii, ale także odkryć sekrety ukrytej materii Wszechświata. Ta nieoczekiwana synergia między badaniami nad energią a fizyką podstawową otwiera nową drogę do odkrywania najgłębszych tajemnic kosmologii.
