物理學(xué)家指出，聚變反應(yīng)堆可能產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子

設(shè)計(jì)用原子聚變產(chǎn)生能量的反應(yīng)堆可能帶來(lái)意想不到的科學(xué)副產(chǎn)品。

一支國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)證明，低質(zhì)量暗區(qū)粒子，如假設(shè)中的軸子，可能在聚變?cè)O(shè)施中鍛造——這不是聚變過(guò)程的副產(chǎn)品，而是通過(guò)高能中子與反應(yīng)堆壁面的相互作用形成。

他們的提案將曾經(jīng)被認(rèn)為不可能的目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的理論路徑，并邁向未來(lái)實(shí)驗(yàn)性探索的有希望一步。

相關(guān)報(bào)道：韓國(guó)聚變反應(yīng)堆創(chuàng)下維持1億度等離子體的新紀(jì)錄

暗物質(zhì)是最大的宇宙問(wèn)號(hào)，是對(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)不足以產(chǎn)生我們所見(jiàn)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(luò)，不產(chǎn)生或吸收我們能探測(cè)到的任何光，也幾乎不與引力以外的任何物體互動(dòng)。

我們稱之為“某物”暗物質(zhì).科學(xué)家計(jì)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)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(jī)制提議.因此，軸子也可能在聚變反應(yīng)堆中出現(xiàn)。

但有一個(gè)重大且毀滅性的條件：恒星所需的軸子數(shù)量，更不用說(shuō)一個(gè)更小的反應(yīng)堆，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低到無(wú)法被探測(cè)到。

“完成這項(xiàng)工作后，我們意識(shí)到在情景喜劇第501至SE503集中討論了類似的聚變?cè)O(shè)施中制造軸子的想法該大爆炸理論,"團(tuán)隊(duì)寫(xiě)道由辛辛那提大學(xué)物理學(xué)家Jure Zupan在一篇新論文中領(lǐng)導(dǎo)。

“謝爾頓·庫(kù)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(dǎo)致軸子通量不足?！?/p>

祖潘和他的團(tuán)隊(duì)沒(méi)有考慮等離子體，而是考慮了另一種方法：通過(guò)鋰在氘-氚聚變反應(yīng)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(yīng)堆中，繁殖毯是包裹在反應(yīng)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(gè)目的。等離子體旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)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(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱量以產(chǎn)生動(dòng)力。

同時(shí)，中子被鋰核捕獲，鋰核隨后分解成氦和氚。反應(yīng)堆可以利用氚進(jìn)一步為自己提供燃料。它被稱為繁殖毯，因?yàn)樗堋胺敝场彪?。非常巧妙?/p>

研究人員確定，繁殖毯和反應(yīng)堆壁的相互作用可能還會(huì)產(chǎn)生其他顆粒。

他們的數(shù)學(xué)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(dòng)輻射.

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些過(guò)程產(chǎn)生的軸子樣粒子理論通量遠(yuǎn)高于聚變的通量，甚至可能達(dá)到反應(yīng)堆壁外的可檢測(cè)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(yáng)是一個(gè)巨大的天體，產(chǎn)生大量能量。從太陽(yáng)產(chǎn)生新粒子并流向地球的可能性，比在聚變反應(yīng)堆中采用太陽(yáng)相同工藝產(chǎn)生的可能性更大?！?a>祖潘說(shuō).

“不過(guò)，人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)不同的工藝在反應(yīng)堆中生產(chǎn)它們。”

該研究已發(fā)表在《高能物理學(xué)雜志》.

寶寶起名 起名