Reaktor fusi mungkin menghasilkan partikel materi gelap

Sebuah studi teoretis baru menunjukkan bahwa reaktor fusi masa depan bisa menghasilkan aksion, partikel yang sulit ditangkap yang berpotensi terkait dengan materi gelap. Dipimpin oleh fisikawan Universitas Cincinnati, penelitian ini menguraikan bagaimana neutron di reaktor ini mungkin memicu reaksi yang menciptakan partikel tersebut. Ide ini menggemakan teka-teki dari acara TV The Big Bang Theory yang tidak bisa diselesaikan oleh ilmuwan fiktif.

Para fisikawan telah mengusulkan metode untuk mendeteksi aksion di dalam reaktor fusi, membangun atas dekade penelitian materi gelap. Jure Zupan, profesor fisika di Universitas Cincinnati, berkolaborasi dengan ilmuwan dari Fermi National Laboratory, MIT, dan Technion-Israel Institute of Technology. Temuan mereka, yang diterbitkan di Journal of High Energy Physics, mengeksplorasi bagaimana reaktor ini bisa berfungsi sebagai detektor partikel.

Aksion adalah partikel subatomik hipotetis yang bisa membentuk materi gelap, yang memengaruhi struktur alam semesta melalui gravitasi meskipun tidak terlihat dan tidak berinteraksi dengan cahaya. Materi biasa hanya merupakan bagian kecil dari kosmos, dengan materi gelap disimpulkan dari gerakan galaksi.

Studi ini berfokus pada desain reaktor fusi yang menggunakan bahan bakar deuteron dan triton di dalam wadah berlapis litium, bagian dari proyek internasional di selatan Prancis. Neutron berenergi tinggi yang dihasilkan selama fusi akan berinteraksi dengan dinding reaktor, memicu reaksi nuklir yang mungkin menghasilkan aksion atau partikel serupa. Jalur lain melibatkan neutron yang melambat dan memancarkan radiasi bremsstrahlung, yang berpotensi menghasilkan partikel sulit ditangkap ini.

"Neutron berinteraksi dengan material di dinding. Reaksi nuklir yang dihasilkan kemudian bisa menciptakan partikel baru," jelas Zupan.

Konsep ini menghidupkan kembali ide dari musim ke-5 sitkom The Big Bang Theory, di mana karakter Sheldon Cooper dan Leonard Hofstadter mencoba tapi gagal membuatnya berhasil. "Ide umum dari makalah kami dibahas di 'The Big Bang Theory' bertahun-tahun lalu, tapi Sheldon dan Leonard tidak bisa membuatnya berhasil," catat Zupan. Acara itu menampilkan persamaan yang membandingkan produksi aksion di matahari versus reaktor, menyoroti output matahari yang lebih besar tapi menyarankan reaktor bisa menggunakan proses berbeda.

Meskipun matahari menawarkan peluang lebih tinggi untuk deteksi aksion karena skala besarnya, para peneliti berpendapat bahwa reaktor fusi menyediakan lingkungan terkendali untuk menyelidiki sektor gelap. Karya ini, dirinci dalam makalah berjudul 'Searching for exotic scalars at fusion reactors' oleh Chaja Baruch dkk. (DOI: 10.1007/JHEP10(2025)215), membuka jalan untuk verifikasi eksperimental seiring kemajuan teknologi fusi.

Artikel Terkait

Undergraduate students at the University of Hamburg have constructed a simple cavity detector to search for axions, hypothetical particles that may constitute dark matter. Despite limited resources, their experiment set new limits on axion properties, as detailed in a recent study. The project demonstrates that small-scale efforts can contribute to major physics challenges.

Dilaporkan oleh AI

Physicists at the University of Massachusetts Amherst propose that a record-breaking neutrino detected in 2023 originated from the explosion of a primordial black hole carrying a 'dark charge.' The particle's energy, 100,000 times greater than that produced by the Large Hadron Collider, puzzled scientists since only the KM3NeT experiment recorded it. Their model, published in Physical Review Letters, could also hint at the nature of dark matter.

Researchers at Tokyo University of Science have demonstrated matter-wave diffraction in positronium, an exotic atom formed by an electron and its antimatter counterpart, a positron. This marks the first observation of quantum interference in such a system. The findings, published in Nature Communications, confirm positronium's wave-particle duality.

Dilaporkan oleh AI

An international team has shown that a long-standing discrepancy in the muon's magnetic behavior stemmed from earlier calculation limits rather than unknown physics. The work supports the Standard Model and removes one major hint of a possible fifth force of nature.

Scientists have detected traces of iron-60 in Antarctic ice up to 80,000 years old, showing that the solar system is moving through material from an ancient stellar explosion. The findings come from a study published in Physical Review Letters and point to the Local Interstellar Cloud as the source of the radioactive isotope.

Situs web ini menggunakan cookie

Kami menggunakan cookie untuk analisis guna meningkatkan situs kami. Baca kebijakan privasi kami untuk informasi lebih lanjut.
Tolak