Fysikere har funnet en ny teoretisk vei til å jakte mørk materie – inne i fremtidens fusjonsreaktorer. En studie i Journal of High Energy Physics (desember 2025) viser hvordan slike reaktorer kan produsere aksioner, en ledende kandidat til mørk materie. Funnene kan gjøre fusjonsanlegg til både energikilder og laboratorier for grunnforskning.

Nytt teoretisk gjennombrudd

Professor Jure Zupan ved University of Cincinnati, sammen med forskere fra Fermi National Laboratory, MIT og Technion–Israel Institute of Technology, har utviklet en metode for å produsere aksioner i fusjonsreaktorer. Arbeidet gir en praktisk strategi for å lete etter partikler fra den såkalte «mørke sektoren» i kontrollerte omgivelser.

Hvordan fusjon kan lage aksioner

Nøkkelen ligger i nøytronene som oppstår i reaktorer som bruker deuterium–tritium-drivstoff i et litiumbelagt kar – slik som den internasjonale ITER-reaktoren som bygges i Sør-Frankrike. Disse nøytronene skaper muligheter for nye partikler.

• Når nøytroner samhandler med materialet i reaktorveggene, kan de utløse kjernefisjonsreaksjoner som teoretisk produserer partikler fra den «mørke sektoren».
• En annen rute oppstår når nøytroner kolliderer og bremses. Da frigjøres energi som bremsestråling (tysk: «bremsstrahlung»), som kan føre til dannelse av aksioner eller aksionlignende partikler.
• Den teoretiske aksionstrømmen fra disse prosessene kan være mye høyere enn fra selve fusjonen og potensielt nå detekterbare nivåer utenfor reaktorveggene.

Hvorfor dette er stort

Studien peker mot en praktisk måte å lete etter mørk materie-kandidater i et laboratoriemiljø. Lykkes tilnærmingen, kan fremtidens fusjonsanlegg bli dobbelt verdifulle:

• Som kilder til ren energi.
• Som vinduer inn i universets skjulte struktur – med mulighet for de første laboratoriebaserte bevisene for aksioners eksistens.

Fra TV-nederlag til forskningsløsning

Popkulturelt har temaet allerede vært på tavla: I TV-serien The Big Bang Theory strevde figurene Sheldon Cooper og Leonard Hofstadter med samme problem over tre episoder i sesong fem. De sammenlignet sjansen for å detektere aksioner fra en fusjonreaktor med solen – og endte med en trist smiley som tegn på nederlag. Nå hevder virkelige fysikere å ha funnet en vei videre ved å fokusere på andre prosesser enn de som skjer i solen.

Kilder: ScienceDaily, University of Cincinnati, ScienceAlert, Journal of High Energy Physics 2025

Hvis teorien lar seg teste i praksis, kan fusjonsreaktorer bli nøkkelen både til stabil, ren energi og til å avsløre mørk materie. Neste steg blir å utvikle eksperimenter som kan måle de mulige aksionsignalene utenfor reaktorveggene.