宇宙已有130亿年的历史。将这个数字乘以万亿,这是Xenon-124原子的半衰期,这是一组Xenon-124减少一半的时间。
科学家第一次能够以几乎无法理解的壮举观察到这一腐烂的过程。
“实际上,我们看到了这种衰减的发生。这是有史以来直接观察到的最长,最慢的过程,我们的暗物质探测器足够敏感以测量它,”说伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)合着者兼物理学助理教授Ethan Brown在大学的一份报告中。 “目睹这一过程是一个了不起的事情,它说我们的探测器可以衡量有史以来最稀有的东西。”
令人惊讶的是,科学家能够使用旨在搜索宇宙寻找另一个难以捉摸的景象的仪器将其推出:暗物质。
暗物质猎人捕获了Xenon-124的衰变
埋葬在意大利山上的是Xenon1t,这是一种巨大的纯液体氙气水箱,可免受辐射的影响。这是一台旨在通过与氙气互动搜索暗物质的机器,但目前尚未成功。
取而代之的是,Xenon合作捕获了另一种超稀有粒子的互动:Xenon-124原子的放射性衰减成124个原子,该团队在论文中共享出版在日记中自然。
对于大多数元素当将一个电子拉入核中以将质子转换为中子时,就会发生放射性衰减。但是,在氙原原子中,质子必须吸收两个电子才能转化为中子。这是一个非常罕见的事件,称为“双电子捕获”。
记录的最稀有事件
布朗解释说,只有在确切的正确时间在核旁边,只有两个电子就会发生双电子捕获。
他补充说:“这是一件罕见的事情,使它变得非常稀有。”
一旦这种双电子捕获发生在机器中,仪器就检测到重新排列的电子信号以填充已吸收的电子。
这是科学家第一次能够直接观察到Xenon-124原子的放射性衰减。通过这样做,团队还能够准确地衡量其半衰期,大约是18千年,这是该年龄的数万亿年龄宇宙。
“如果恐龙在6500万年前灭绝时,当您有100个Xenon-124原子,从统计学上讲,今天所有的100个原子仍将在那里。”Münster大学的博士候选人克里斯蒂安·维特维格(Christian Wittweg描述进行现场科学。