Группа учёных предложила использовать термоядерные реакторы как установку для поиска частиц темной материи. В новой теоретической работе показано, что в таких системах могут рождаться аксионы и аксионоподобные частицы — один из рассматриваемых кандидатов на роль носителей темной материи, на которую, по оценкам, приходится около 84% всего вещества во Вселенной.
Авторы подчёркивают, что предполагаемое рождение частиц связано не с самой реакцией термоядерного синтеза, а с взаимодействием потоков высокоэнергетических нейтронов со стенками реактора. Ранее аналогичные идеи для звёзд и термоядерных установок уже обсуждались, однако ожидаемый поток аксионов считали слишком малым для прямого эксперимента.
Команда под руководством физика Юре Зупана из Университета Цинциннати рассмотрела процессы в бланкетной зоне реактора, использующего смесь дейтерия и трития. Литиевая «броня», окружающая вакуумную камеру, поглощает нейтроны, превращая их энергию в тепло, и одновременно участвует в воспроизводстве трития.
Теоретический расчёт показал, что при захвате нейтронов ядрами лития, а также при нейтронном тормозном излучении в материале бланкета могут возникать аксионы или родственные им частицы. Поток от этих процессов, согласно оценкам, значительно превышает вклад от плазмы и потенциально может быть зарегистрирован снаружи реактора.
Исследователи приходят к выводу, что крупные термоядерные комплексы следующего поколения, в том числе ИТЭР, могут получить дополнительную функцию — стать площадками для экспериментов по поиску тёмного сектора. Юре Зупан указывает, что хотя Солнце производит существенно больше энергии как естественный термоядерный реактор, именно в искусственных установках легче организовать нужные условия и использовать альтернативные механизмы генерации гипотетических частиц. Статья с описанием модели и расчётов опубликована в Journal of High Energy Physics, сообщает new-science.ru.
Читайте также: