Популярный ситком о жизни молодых ученых годами прятал на заднем плане научную «пасхалку», которая считалась символом тупика. Теперь, спустя годы, реальные физики доказали: герои сериала сдались слишком рано.
Группа исследователей под руководством профессора Юре Зупана (Jure Zupan) из Университета Цинциннати опубликовала в авторитетном научном журнале Journal of High Energy Physics (JHEP) работу, которая переворачивает представление об одном из самых известных «фоновых» уравнений в истории телевидения. Статья, озаглавленная «Поиск экзотических скаляров на термоядерных реакторах», предлагает новый способ охоты за неуловимой темной материей — именно тот, который герои сериала «Теория Большого взрыва» сочли безнадежным.
Содержание
Уравнение с грустным смайликом
В квартире главных героев сериала, физиков Шелдона Купера и Леонарда Хофстедтера, стояла белая доска, на которой периодически менялись формулы. В первых сезонах внимательные зрители и ученые могли заметить набор уравнений, заканчивающийся нарисованным маркером грустным смайликом.
Это не было случайным набором символов. Научные консультанты шоу зашифровали там реальную физическую проблему: расчет возможности обнаружения аксионов — гипотетических частиц темной материи — с помощью термоядерных реакторов.
«Уравнение Шелдона и Леонарда оценивало вероятность обнаружения аксионов от предполагаемого термоядерного реактора по сравнению с Солнцем, — объясняет профессор Зупан. — Результат был обескураживающим, что и объясняет грустный смайлик».
Логика героев была проста: Солнце — это гигантский термоядерный реактор, работающий миллиарды лет. Поток частиц от него настолько мощен, что попытка «разглядеть» аналогичные частицы от земного реактора казалась поиском иголки в стоге сена. Шелдон и Леонард пришли к выводу, что эксперимент обречен на провал из-за солнечного «шума».
Ошибка гениальных гиков
Однако реальная наука не стоит на месте. В своей новой статье Зупан и его коллеги — Чая Барух, Патрик Фицпатрик и другие — показали, что вымышленный дуэт физиков упустил важную деталь.
Да, Солнце действительно производит огромное количество аксионов. Но земные термоядерные реакторы работают иначе. В них используется реакция слияния дейтерия и трития, которая порождает мощнейшие потоки нейтронов. Чтобы поддерживать реакцию, стенки будущих реакторов (таких как строящийся во Франции ITER) будут покрыты специальными «одеялами» (бланкетами), богатыми литием. Нейтроны, бомбардируя литий, рождают тритий — топливо для реактора.
Именно этот процесс, как выяснили ученые, и есть ключ к разгадке.
«Шанс того, что новые частицы, рожденные на Солнце, долетят до Земли, выше, чем их рождение в реакторе по тем же солнечным механизмам, — соглашается Зупан. — Однако в реакторах мы можем создавать их с помощью другого набора процессов».
Согласно расчетам авторов, взаимодействие нейтронов с материалом стенок реактора может рождать «экзотические скаляры» (включая аксионы) через специфические ядерные переходы. Этот механизм уникален для реакторов и не так сильно выражен в солнечном излучении. Это, в свою очередь, означает, что сигнал от реактора будет иметь особую подпись, которую можно выделить на фоне солнечного шума. Так что грустный смайлик на доске Шелдона теперь можно смело стирать.
Где темная материя?
Поиск темной материи остается одной из главных задач современной физики. Мы знаем, что она существует, благодаря гравитационному влиянию на галактики: без нее звезды разлетелись бы в разные стороны. Темная материя составляет большую часть массы Вселенной, но мы до сих пор не знаем, из чего она состоит. Она не поглощает и не отражает свет, что делает её невидимой для телескопов.
Аксионы — одни из главных кандидатов на роль частиц темной материи. Если предложенный Зупаном и его командой метод сработает, будущие термоядерные реакторы станут не только источником чистой энергии, но и фабриками по производству «темных частиц», позволяя ученым наконец-то поймать их и изучить.
«Персонажи сериала никогда не обсуждали эти формулы вслух, это была «пасхалка» для ученых, — говорит Зупан. — Но именно такие детали делают науку живой. Теперь мы знаем: даже если расчет на доске выглядит пессимистично, всегда есть место для нового взгляда».
Работа опубликована 27 октября 2025 года в журнале JHEP и уже привлекла внимание физиков-теоретиков, которые видят в ней реальный шанс для прорыва в понимании устройства Вселенной.
Читайте также: Темная материя может оставлять «отпечаток» прямо на свете, говорят ученые
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.