Es posible que los verdaderos físicos hayan resuelto finalmente el rompecabezas de los axiones que ni siquiera Sheldon y Leonard pudieron resolver
sciencedaily.com
Universidad de Cincinnati/ 28 de diciembre de 2025
Resumen: Los investigadores afirman que los reactores de fusión podrían hacer más que generar energía limpia: también podrían crear partículas ligadas a la materia oscura. Un nuevo estudio teórico muestra cómo los neutrones dentro de los futuros reactores de fusión podrían desencadenar reacciones inusuales que produzcan axiones, partículas cuya existencia se sospecha desde hace tiempo, pero nunca observadas. El trabajo retoma una idea que se planteó hace años en The Big Bang Theory, donde los físicos de ficción no lograron resolver el enigma. Esta vez, científicos reales creen haber encontrado la solución.
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Los físicos han descrito cómo los reactores de fusión podrían, en teoría, producir axiones, partículas misteriosas que podrían ayudar a explicar la materia oscura. Este avance resuelve un problema del que se bromeó en The Big Bang Theory, donde las matemáticas fracasaron. Crédito: Shutterstock
Un físico de la Universidad de Cincinnati y un equipo internacional de colaboradores afirman haber desarrollado un método teórico para producir axiones dentro de reactores de fusión. Es un desafío que ni siquiera dos conocidos físicos de ficción pudieron resolver en televisión.
En la comedia de CBS "The Big Bang Theory", los personajes Sheldon Cooper y Leonard Hofstadter lucharon con la misma idea a lo largo de tres episodios de la quinta temporada. A pesar de sus esfuerzos, el problema permaneció sin resolver en el programa.
Ahora, el profesor de física de la UC, Jure Zupan, y sus coautores del Laboratorio Nacional Fermi, el MIT y el Technion (Instituto Tecnológico de Israel) informan sobre una posible solución. Sus hallazgos aparecen en un nuevo estudio publicado en la revista Journal of High Energy Physics .
¿Por qué los axiones son importantes para la investigación de la materia oscura?
Los axiones son partículas subatómicas teóricas que los científicos creen que podrían ayudar a explicar la materia oscura. Esta materia oscura reviste gran interés porque desempeña un papel fundamental en la configuración del universo tras el Big Bang, hace casi 14 000 millones de años.
Aunque la materia oscura nunca se ha detectado directamente, los físicos creen que constituye la mayor parte de la materia del universo. La materia ordinaria, incluyendo estrellas, planetas y personas, representa solo una pequeña fracción. La materia oscura recibe su nombre porque no absorbe ni refleja la luz.
Su presencia se infiere mediante la gravedad. Los movimientos inusuales de las galaxias y las estrellas que las conforman sugieren que grandes cantidades de materia invisible ejercen atracción gravitatoria. Una idea principal es que la materia oscura consiste en partículas extremadamente ligeras conocidas como axiones.
Reactores de fusión como fuente de nuevas partículas
En su estudio, Zupan y sus colegas examinaron el diseño de un reactor de fusión que utiliza combustible de deuterio y tritio dentro de una vasija revestida de litio. Este tipo de reactor se está desarrollando mediante una colaboración internacional en el sur de Francia.
Un reactor de este tipo generaría una gran cantidad de neutrones, además de energía. Según los investigadores, estos neutrones también podrían conducir a la creación de partículas vinculadas al sector oscuro.
"Los neutrones interactúan con el material de las paredes. Las reacciones nucleares resultantes pueden crear nuevas partículas", explicó.
Otra posible vía de producción ocurre cuando los neutrones colisionan con otras partículas y se ralentizan. Este proceso libera energía en un fenómeno conocido como bremsstrahlung o «radiación de frenado».
Mediante estos mecanismos, el reactor podría, en teoría, producir axiones o partículas similares a axiones. Zupan señaló que aquí es donde los físicos ficticios de la televisión se quedaron cortos.
Explicación del huevo de Pascua de la teoría del Big Bang
"The Big Bang Theory" se emitió de 2007 a 2019, ganó siete premios Emmy y sigue siendo uno de los programas más vistos en las plataformas de streaming, según Nielsen.
"La idea general de nuestro artículo se discutió en 'The Big Bang Theory' hace años, pero Sheldon y Leonard no pudieron hacerla funcionar", dijo Zupan.
En un episodio, una pizarra blanca muestra una ecuación y un diagrama que, según Zupan, representan cómo se producen los axiones en el sol. En un episodio posterior, aparece una ecuación diferente en otra pizarra. Debajo de los cálculos, dibujados con un rotulador de otro color, se ve una cara triste: una señal visual de fracaso.
Zupan explicó que la ecuación compara las posibilidades de detectar axiones de un reactor de fusión con los que provienen del Sol, y la comparación no es alentadora.
El Sol es un objeto enorme que produce mucha energía. La probabilidad de que nuevas partículas producidas por el Sol lleguen a la Tierra es mayor que la de producirlas en reactores de fusión que utilizan los mismos procesos que en el Sol. Sin embargo, aún es posible producirlas en reactores que utilizan un conjunto diferente de procesos, afirmó.
La serie nunca menciona explícitamente los axiones ni explica las pizarras blancas. Estos detalles sirven como chistes privados para los científicos, encajando a la perfección en una serie conocida por integrar conceptos como el gato de Schrödinger y el efecto Doppler en sus tramas, junto con apariciones de ganadores del Premio Nobel y exalumnos de "Star Trek".
"Por eso es fantástico verlo como científico", dijo Zupan. "Los chistes tienen muchas capas".
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Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Cincinnati . Nota: El contenido puede ser editado por motivos de estilo y extensión.
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Referencia de la revista:
Chaja Baruch, Patrick J. Fitzpatrick, Tony Menzo, Yotam Soreq, Sokratis Trifinopoulos, Jure Zupan. Búsqueda de escalares exóticos en reactores de fusión . Journal of High Energy Physics , 2025; 2025 (10) DOI: 10.1007/JHEP10(2025)215
Universidad de Cincinnati. «Los reactores de fusión podrían crear partículas de materia oscura». ScienceDaily. ScienceDaily, 28 de diciembre de 2025. < www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251228020014.htm >
