物理学家指出，聚变反应堆可能产生暗物质粒子

设计用原子聚变产生能量的反应堆可能带来意想不到的科学副产品。

一支国际研究团队证明，低质量暗区粒子，如假设中的轴子，可能在聚变设施中锻造——这不是聚变过程的副产品，而是通过高能中子与反应堆壁面的相互作用形成。

他们的提案将曾经被认为不可能的目标转变为现实的理论路径，并迈向未来实验性探索的有希望一步。

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暗物质是最大的宇宙问号，是对观察到难题的理论解。

其核心是宇宙中正常物质的数量远远不足以产生我们所见的引力。我们尚未发现的某种存在，是引力将宇宙束缚成一张庞大的网络，不产生或吸收我们能探测到的任何光，也几乎不与引力以外的任何物体互动。

我们称之为“某物”暗物质.科学家计算出，普通物质仅占宇宙中约16%的物质，其余部分其中84%是暗物质.

其恒定性有许多理论候选，来自微观黑洞到弱相互作用有质量粒子到超轻粒子，包括轴子—— 是主要竞争者之一。

轴子或轴子样粒子可以从恒星聚变中出现的概念并不新鲜，其中多重机制提议.因此，轴子也可能在聚变反应堆中出现。

但有一个重大且毁灭性的条件：恒星所需的轴子数量，更不用说一个更小的反应堆，远远低到无法被探测到。

“完成这项工作后，我们意识到在情景喜剧第501至SE503集中讨论了类似的聚变设施中制造轴子的想法该大爆炸理论,"团队写道由辛辛那提大学物理学家Jure Zupan在一篇新论文中领导。

“谢尔顿·库珀和伦纳德·霍夫施塔特考虑在等离子体中产生轴子，但遗憾的是，这导致轴子通量不足。”

祖潘和他的团队没有考虑等离子体，而是考虑了另一种方法：通过锂在氘-氚聚变反应堆的繁殖层中吸收大量高能中子。

事情是这样的。在这种聚变反应堆中，繁殖毯是包裹在反应堆核心真空容器上的一层厚重的富锂物质。这样做有两个目的。等离子体旋转时会产生大量能量极高的中子通量。这些装置撞击毯子，帮助将携带的动能转化为热量以产生动力。

同时，中子被锂核捕获，锂核随后分解成氦和氚。反应堆可以利用氚进一步为自己提供燃料。它被称为繁殖毯，因为它能“繁殖”氚。非常巧妙。

研究人员确定，繁殖毯和反应堆壁的相互作用可能还会产生其他颗粒。

他们的数学分析显示，轴子或轴子样粒子也可能在中子俘获相互作用中出现，或中子在散射后减速释放能量，这种现象被称为中子制动辐射.

研究人员发现，这些过程产生的轴子样粒子理论通量远高于聚变的通量，甚至可能达到反应堆壁外的可检测水平。他们的工作为寻找暗物质之谜提供了新的解答方式。

“太阳是一个巨大的天体，产生大量能量。从太阳产生新粒子并流向地球的可能性，比在聚变反应堆中采用太阳相同工艺产生的可能性更大。”祖潘说.

“不过，人们仍然可以通过不同的工艺在反应堆中生产它们。”

该研究已发表在《高能物理学杂志》.

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