Los reactores de fusión podrían generar partículas de materia oscura

Un nuevo estudio teórico sugiere que los futuros reactores de fusión podrían producir axiones, partículas esquivas potencialmente vinculadas a la materia oscura. Liderada por un físico de la Universidad de Cincinnati, la investigación describe cómo los neutrones en estos reactores podrían desencadenar reacciones que creen dichas partículas. La idea evoca un rompecabezas del programa de televisión The Big Bang Theory que científicos ficticios no pudieron resolver.

Los físicos han propuesto un método para detectar axiones dentro de reactores de fusión, basándose en décadas de investigación sobre materia oscura. Jure Zupan, profesor de física en la Universidad de Cincinnati, colaboró con científicos del Fermi National Laboratory, el MIT y el Technion-Israel Institute of Technology. Sus hallazgos, publicados en el Journal of High Energy Physics, exploran cómo estos reactores podrían servir como detectores de partículas.

Los axiones son partículas subatómicas hipotéticas que podrían constituir la materia oscura, la cual influye en la estructura del universo a través de la gravedad a pesar de ser invisible y no interactuar con la luz. La materia ordinaria representa solo una pequeña porción del cosmos, y la materia oscura se infiere de los movimientos galácticos.

El estudio se centra en un diseño de reactor de fusión que utiliza combustible de deuterio y tritio dentro de un recipiente forrado de litio, parte de un proyecto internacional en el sur de Francia. Los neutrones de alta energía generados durante la fusión interactuarían con las paredes del reactor, provocando reacciones nucleares que podrían producir axiones o partículas similares. Otra vía implica neutrones que se ralentizan y emiten radiación de frenado, potencialmente generando estas partículas esquivas.

"Los neutrones interactúan con el material en las paredes. Las reacciones nucleares resultantes pueden entonces crear nuevas partículas", explicó Zupan.

Este concepto revive una idea de la temporada 5 de la comedia The Big Bang Theory, donde los personajes Sheldon Cooper y Leonard Hofstadter intentaron sin éxito hacerla funcionar. "La idea general de nuestro artículo se discutió en 'The Big Bang Theory' hace años, pero Sheldon y Leonard no pudieron hacerla funcionar", señaló Zupan. El programa presentó ecuaciones que comparaban la producción de axiones en el sol frente a reactores, destacando la mayor producción del sol pero sugiriendo que los reactores podrían usar procesos distintos.

Aunque el sol ofrece mayores probabilidades de detección de axiones debido a su escala, los investigadores argumentan que los reactores de fusión proporcionan un entorno controlado para sondear el sector oscuro. El trabajo, detallado en un artículo titulado 'Searching for exotic scalars at fusion reactors' de Chaja Baruch y colegas (DOI: 10.1007/JHEP10(2025)215), abre vías para verificaciones experimentales a medida que avanza la tecnología de fusión.

Artículos relacionados

Físicos de la Universidad Texas A&M están desarrollando detectores altamente sensibles para descubrir la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, que componen el 95% del universo. Liderados por el Dr. Rupak Mahapatra, estos esfuerzos buscan detectar interacciones raras de partículas que ocurren con poca frecuencia. El trabajo, destacado en Applied Physics Letters, se basa en décadas de investigación sobre enigmas cósmicos.

Reportado por IA

Los astrónomos podrían haber vislumbrado la materia oscura a través de emisiones de rayos gamma detectadas por el telescopio Fermi de la NASA. Un estudio dirigido por Tomonori Totani sugiere que estas señales provienen de partículas masivas de interacción débil que colisionan en la Vía Láctea. Aunque prometedoras, las conclusiones requieren verificación adicional para confirmar la presencia de materia oscura.

Físicos de la colaboración KATRIN han informado de que no hay evidencia de un neutrino estéril en un análisis preciso de datos de desintegración de tritio. Los hallazgos, publicados en Nature, contradicen afirmaciones experimentales anteriores y refuerzan el caso en contra de un cuarto tipo de neutrino. El experimento, con sede en Alemania, continúa recopilando más datos para pruebas adicionales.

Reportado por IA

Investigadores utilizando el detector SNO+ en Canadá han observado neutrinos solares convirtiendo carbono-13 en nitrógeno-13, lo que marca una de las interacciones de neutrinos de menor energía detectadas. Este logro se basó en el seguimiento de ráfagas de luz pareadas separadas por minutos. El hallazgo se apoya en investigaciones previas sobre neutrinos que obtuvieron un Premio Nobel.

 

 

 

Este sitio web utiliza cookies

Utilizamos cookies para análisis con el fin de mejorar nuestro sitio. Lee nuestra política de privacidad para más información.
Rechazar