物理學家指出，聚變反應堆可能產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子

設計用原子聚變產(chǎn)生能量的反應堆可能帶來意想不到的科學副產(chǎn)品。

一支國際研究團隊證明，低質(zhì)量暗區(qū)粒子，如假設中的軸子，可能在聚變設施中鍛造——這不是聚變過程的副產(chǎn)品，而是通過高能中子與反應堆壁面的相互作用形成。

他們的提案將曾經(jīng)被認為不可能的目標轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的理論路徑，并邁向未來實驗性探索的有希望一步。

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暗物質(zhì)是最大的宇宙問號，是對觀察到難題的理論解。

其核心是宇宙中正常物質(zhì)的數(shù)量遠遠不足以產(chǎn)生我們所見的引力。我們尚未發(fā)現(xiàn)的某種存在，是引力將宇宙束縛成一張龐大的網(wǎng)絡，不產(chǎn)生或吸收我們能探測到的任何光，也幾乎不與引力以外的任何物體互動。

我們稱之為“某物”暗物質(zhì).科學家計算出，普通物質(zhì)僅占宇宙中約16%的物質(zhì)，其余部分其中84%是暗物質(zhì).

其恒定性有許多理論候選，來自微觀黑洞到弱相互作用有質(zhì)量粒子到超輕粒子，包括軸子—— 是主要競爭者之一。

軸子或軸子樣粒子可以從恒星聚變中出現(xiàn)的概念并不新鮮，其中多重機制提議.因此，軸子也可能在聚變反應堆中出現(xiàn)。

但有一個重大且毀滅性的條件：恒星所需的軸子數(shù)量，更不用說一個更小的反應堆，遠遠低到無法被探測到。

“完成這項工作后，我們意識到在情景喜劇第501至SE503集中討論了類似的聚變設施中制造軸子的想法該大爆炸理論,"團隊寫道由辛辛那提大學物理學家Jure Zupan在一篇新論文中領導。

“謝爾頓·庫珀和倫納德·霍夫施塔特考慮在等離子體中產(chǎn)生軸子，但遺憾的是，這導致軸子通量不足?！?/p>

祖潘和他的團隊沒有考慮等離子體，而是考慮了另一種方法：通過鋰在氘-氚聚變反應堆的繁殖層中吸收大量高能中子。

事情是這樣的。在這種聚變反應堆中，繁殖毯是包裹在反應堆核心真空容器上的一層厚重的富鋰物質(zhì)。這樣做有兩個目的。等離子體旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量能量極高的中子通量。這些裝置撞擊毯子，幫助將攜帶的動能轉(zhuǎn)化為熱量以產(chǎn)生動力。

同時，中子被鋰核捕獲，鋰核隨后分解成氦和氚。反應堆可以利用氚進一步為自己提供燃料。它被稱為繁殖毯，因為它能“繁殖”氚。非常巧妙。

研究人員確定，繁殖毯和反應堆壁的相互作用可能還會產(chǎn)生其他顆粒。

他們的數(shù)學分析顯示，軸子或軸子樣粒子也可能在中子俘獲相互作用中出現(xiàn)，或中子在散射后減速釋放能量，這種現(xiàn)象被稱為中子制動輻射.

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些過程產(chǎn)生的軸子樣粒子理論通量遠高于聚變的通量，甚至可能達到反應堆壁外的可檢測水平。他們的工作為尋找暗物質(zhì)之謎提供了新的解答方式。

“太陽是一個巨大的天體，產(chǎn)生大量能量。從太陽產(chǎn)生新粒子并流向地球的可能性，比在聚變反應堆中采用太陽相同工藝產(chǎn)生的可能性更大。”祖潘說.

“不過，人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^不同的工藝在反應堆中生產(chǎn)它們?！?/p>

該研究已發(fā)表在《高能物理學雜志》.

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