Die US-amerikanische Sitcom „The Big Bang Theory“ ist nicht nur für ihren Humor, sondern auch für ihre wissenschaftlichen Themen bekannt. Da zwei der wichtigsten Protagonisten, Sheldon Cooper und Leonard Hofstadter, Physiker sind, bekommt dieser Wissenschaftsbereich darüber hinaus besondere Aufmerksamkeit. Doch auch die beiden – fiktiven – hochbegabten Nerds konnten ein bekanntes Physik-Problem nicht lösen, das sich um sogenannte Axionen dreht.
Dabei handelt es sich um hypothetische Elementarteilchen, die von Physikerinnen und Physikern seit Jahrzehnten als Teil oder Erklärungsansatz für Dunkle Materie diskutieren. Diese ist wiederum ein zentraler Baustein zur Erklärung der Entwicklung des ganzen Universums, auf die die Serie „The Big Bang Theory“ allein schon mit ihrem Namen wiederholt referiert. Allerdings konnte Dunkle Materie bis jetzt nur indirekt über Gravitationswellen nachgewiesen werden. Die Axionen wiederum sollen in der Theorie die extrem leichten und kleinen Teile sein, aus denen sich die Dunkle Materie zusammensetzt.
In „The Big Bang Theory“ treffen sich Popkultur und Physik
In der Serie „The Big Bang Theory“ wird das Axion-Problem von Leonard und Sheldon unter anderem in Staffel 5 diskutiert. Dabei beschäftigen sich die beiden mit einer Tafel voller Gleichungen, die zeigen sollen, ob sich Axionen in einem Fusionsreaktor erzeugen lassen. Am Ende scheitern die beiden jedoch mit ihrer Rechnung. Einem Team von Physikerinnen und Physikern vom Fermi National Laboratory, dem MIT und dem Technion-Israel Institute of Technology ist es jetzt aber offenbar gelungen, einen entsprechenden Nachweis zu erbringen. Das berichtet unter anderem die Universität Cincinnati; die Ergebnisse wurden im „Journal of the High Energy Physics“ veröffentlicht.
Physikprofessor Jure Zupan vergleicht die reale Veröffentlichung ebenfalls mit den Überlegungen in „The Big Bang Theory“. Dem Experten zufolge seien die Berechnungen von Leonard und Seldon korrekt, dabei allerdings unvollständig gewesen. Für die neue Studie habe das Team an einem anderen Punkt angesetzt und untersucht, was in modernen Fusionsreaktoren passiert, wenn Deuterium und Tritium, Isotopen des Wasserstoffs, verschmelzen. Dabei entstehen Zupan zufolge Neuronen, die wiederum eine Kernreaktion auslösen und dabei neue Teilchen entstehen lassen können.
Durch die sogenannte Bremsstrahlung verlieren Neuronen zudem Energie, die unter bestimmten Bedingungen ebenfalls in neue Teilchen umgewandelt werden könne. Die Physikerinnen und Physiker kommen deshalb zu dem Schluss, dass in einem großen Fusionsreaktor tatsächlich Axionen in einer ausreichenden Anzahl entstehen könnten, um nach ihnen zu suchen. Somit wurde Leonards und Sheldons Frage in „The Big Bang Theory“ endlich beantwortet – zumindest in der Theorie.