Физики впервые увидели самый редкий распад атома во Вселенной

Период полураспада этого изотопа ксенона-124 в триллион раз больше времени жизни мироздания.

Физики впервые увидели самый редкий распад атома во Вселенной

Участники коллаборации XENON1T стали свидетелями завершения одного из самых медленных процессов во Вселенной – двухнейтринного обратного бета-распада атома ксенона-124.

Период полураспада этого изотопа в триллион раз больше времени жизни мироздания, пишут ученые в журнале Nature, передает РИА Новости.

«Мы воочию увидели этот распад. Это самый долгий, медленный процесс, который когда-либо удалось изучить человечеству, и наш детектор оказался достаточно чувствительным, чтобы мы напрямую могли проследить за ним. Удивительно, но теперь мы можем уверенно сказать, что XENON1T изучил самую редкую вещь во Вселенной», — заявил Итан Браун (Eathan Brown) из Политехнического института Ренессалера в Трое (США).

Установка XENON1T была построена в итальянской лаборатории Гран-Сассо в 2014 году для поисков следов существования «тяжелой» темной материи, так называемых частиц-«вимпов». Она представляет собой огромный чан, заполненный тремя тоннами сверхчистого ксенона, что примерно в 10 раз больше массы всех его конкурентов.

Ядра атомов благородного газа, как предполагали раньше ученые, должны были взаимодействовать с «вимпами» особым образом, что можно было обнаружить, наблюдая за вспышками света внутри сжиженного ксенона.

Ученые в результате экспериментов на японском детекторе KamLAND не обнаружили следов крайне редких вариантов распада ядер ксенона-136, что говорит о более низкой массе нейтрино, чем предполагалось.

За последние два десятилетия ученые создали около дюжины подобных детекторов со все большим объемом и массой. Ни один из них так и не смог зафиксировать следы взаимодействий ксенона с вимпами. Это заставляет сегодня многих физиков сомневаться в том, что подобная форма темной материи существует в природе.

В случае с XENON1T, эти усилия не были полностью безрезультатными. Браун и его коллеги не нашли «тяжелой» темной материи, но открыли следы одного из самых редчайших процессов во Вселенной, критически важного для поисков «новой физики».

Помимо классических бета- и альфа-распадов, существуют и другие, более экзотические варианты «самоуничтожения» нестабильных атомов, в ходе которых они вырабатывают пары электронов и нейтрино, или же поглощают их.

Некоторые из них были предсказаны теорией, но на практике пока не обнаружены из-за чрезвычайно больших периодов полураспада веществ, способных вести себя таким образом, или крайне низких шансов на то, что распад пойдет именно по этому сценарию.

В их число входил так называемый ECEC-распад, в ходе которого атом одновременно захватывает два электрона, они сливаются с протонами, порождая два нейтрона. Этот процесс может сопровождаться как выделением двух нейтрино, так и их взаимной аннигиляцией, причем шансы и на то, и на другое исчезающе малы.

Группа ученых, работающих в проекте EXO, на конференции в Мюнхене обнародовала результаты измерений периода полураспада одного из изотопов ксенона — ксенона-136 — по типу двунейтринного двойного бета-распада. Как оказалось, этот процесс занимает 2,11*10^21 лет.

За все время существования науки ученые нашли только два намека на существование первого подтипа ECEC-распадов, наблюдая за атомами бария-130 и криптона-78. Все замеры такого рода были непрямыми, из-за чего они вызывают сомнения у многих экспериментаторов и теоретиков.

Браун и его коллеги по коллаборации XENON1T доказали, что подобный процесс действительно происходит с атомами ксенона-124, бесчисленное множество которых присутствовало внутри чана их детектора.

Это устройство, как отмечает ученый, было устроено таким образом, что физики могли «промотать» время назад и проследить за источником и рождением любой вспышки света внутри емкости со сжиженным газом.

Анализируя подобные события, ученые натолкнулись на необычную порцию вспышек рентгеновского излучения и пучки электронов, которые не были похожи на следы распадов ксенона-124 по «обычным» каналам или на результаты проникновения космических лучей в чан XENON1T.

Проанализировав их свойства, ученые пришли к выводу, что вспышки света родились в тот момент времени, когда один из атомов ксенона-124 поглотил два электрона, превратился в теллур-124 и выбросил пару нейтрино. Эти перестройки привели к тому, что другие электроны начали массово мигрировать на «вакантные» места, что и породило необычные всплески рентгена.

Это открытие позволило физикам дать первую практическую оценку периода полураспада ксенона-124. Он оказался заметно длиннее, чем предполагали теоретики – 18 секстиллионов лет, что в 112 миллионов раз больше, чем считалось ранее, и в триллион раз выше, чем время существования Вселенной.

Последующие обнаружения ECEC-распадов, как надеются физики, помогут им измерить некоторые важнейшие свойства нейтрино, критически необходимые для проверки Стандартной модели физики и определения того, какой массой обладают эти неуловимые частицы. Вдобавок, ученые предполагают, что их находка повышает шансы на открытие еще более редких безнейтринных ECEC-распадов, напрямую связанных с тем, есть ли «новая физика» или нет.

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» в Youtube, страницу «Хвилі» в Facebook

Последние новости
Власти Франции пошли на уступки протестующим в вопросе пенсионной реформы

Власти Франции пошли на уступки протестующим в вопросе пенсионной реформы

Согласно с первоначальным проектом, реформа должна была затронуть рожденных после 1963
Под Киевом обстреляли машину патрульной полиции

Под Киевом обстреляли машину патрульной полиции

Правоохранители не пострадали, но в авто разбиты стекла
Кулик сравнил Зеленского с эпохами Януковича и Порошенко

Кулик сравнил Зеленского с эпохами Януковича и Порошенко

По его словам, такой грызни давно не было
Зеленский засобирался в Донецк и Луганск, — источник

Зеленский засобирался в Донецк и Луганск, — источник

В делегацию должны войти и те, кто выехал из Донецка и Луганска
«Слугу народа» избили до сотрясения мозга: подробности

«Слугу народа» избили до сотрясения мозга: подробности

Член пропрезидентской партии угодил в больницу после перепалки с представителем "Свободы"
Зеленский отменил госмонополию на производство спирта

Зеленский отменил госмонополию на производство спирта

Отменяется монопольное право "Укрспирта" на производство спирта
Арахамия пятью словами объяснил суть закона о статусе Донбасса

Арахамия пятью словами объяснил суть закона о статусе Донбасса

Арахамия показал, как изменится закон об особом статусе Донбасса
Владимир Зеленский сегодня напоминает Александра Керенского

Владимир Зеленский сегодня напоминает Александра Керенского

Переформатирование Кабмина Гончарука - дело ближайших трех месяцев. Андрей Золотарев о растущих конфликтах в правящей партии власти.
Украина в постмодерне – 15. Цивилизация

Украина в постмодерне – 15. Цивилизация

Нам необходимо радикально пересмотреть свою внутреннюю политику и социальные отношения в духе постмодерна, восстановив аристократическо-буржуазную преемственность.
В доме экс-нардепа Микитася провели обыски

В доме экс-нардепа Микитася провели обыски

Решается вопрос о наложении ареста на имущество
«Квартал 95» оправдался за продажу сериала «Слуга народа» российскому телеканалу

«Квартал 95» оправдался за продажу сериала «Слуга народа» российскому телеканалу

Формат сериала или сам сериал были проданы более чем в 20 стран
Предвыборная гонка в США: названы лидирующие кандидаты в президенты

Предвыборная гонка в США: названы лидирующие кандидаты в президенты

На предвыборной гонке в США от демократов лидирует Байден, Блумберг — в первой пятерке
Развенчаны мифы о многих «полезных» продуктах

Развенчаны мифы о многих «полезных» продуктах

Они приводят к лишнему весу и другим проблемам со здоровьем.
Гончарук заверил, что не знает о «заоблачной» премии Милованова

Гончарук заверил, что не знает о «заоблачной» премии Милованова

Гончарук призвал не спекулировать на этой теме.
Коррупцию в Украине можно победить

Коррупцию в Украине можно победить

   Прогрессивное реформирование экономики возможно лишь тогда, когда оно осуществляется в соответствии с естественной закономерностью преобразования формы собственности.
Журнал Time объявил человека года

Журнал Time объявил человека года

Грета Тунберг стала одним из лидеров мирового экологического движения.
Заворотнюк может навсегда остаться парализованной

Заворотнюк может навсегда остаться парализованной

Российская актриса проходит курс реабилитации.
Милованов подарил себе к Новому году премию в 1630% от зарплаты

Милованов подарил себе к Новому году премию в 1630% от…

Милованов может получить за ноябрь более 270 тысяч гривен
Тела погибших во время пожара в Одессе до сих пор не опознали

Тела погибших во время пожара в Одессе до сих пор…

Всего в результате пожара погибло 12 человек, пострадало 30 человек, в лечебных учреждениях остается 9 человек
Страны ЕС готовы продлить санкции против России — Bloomberg

Страны ЕС готовы продлить санкции против России — Bloomberg

Ожидается, что экономический пакет санкций, направленный на финансовый, энергетический и оборонный сектора, а также на товары двойного назначения, будет продлен в этот четверг
Ученые выяснили, что снится людям перед смертью

Ученые выяснили, что снится людям перед смертью

Исследование выявило типы снов, предсказывающие смерть человека
ЕБРР увеличил число поставщиков газа для Нафтогаза: список компаний

ЕБРР увеличил число поставщиков газа для Нафтогаза: список компаний

Дополнительно квалификацию прошли компании из Венгрии, Германии и Словении.
Кулик указал на главные риски на встрече Зеленского и Путина

Кулик указал на главные риски на встрече Зеленского и Путина

Он назвал ряд красных линий
Сотрудники Facebook за взятки активировали заблокированные аккаунты

Сотрудники Facebook за взятки активировали заблокированные аккаунты

Рекламная фирма из США договорилась с несколькими сотрудниками Facebook, чтобы они восстанавливали ее заблокированную рекламу и аккаунты
Ученые выяснили, что восстанавливает печень при употреблении алкоголя

Ученые выяснили, что восстанавливает печень при употреблении алкоголя

Кисломолочные продукты восстанавливают печень, поврежденную алкоголем.
Нестандартное использование информации, позволяющее властям побеждать реальность

Нестандартное использование информации, позволяющее властям побеждать реальность

Человек неосознанно перенимает то, что ему нравится. Таким же образом Зеленский переместился из виртуального кресла в физическое. Он заслужил почет и уважение в виртуальном мире и перенес его в мир реальный.
«Укрэнерго» снова поднимет тарифы

«Укрэнерго» снова поднимет тарифы

НКРЭКУ приняла решение о повышении тарифа на передачу электроэнергии
Раде предлагают продлить действие закона об особом статусе Донбасса еще на год

Раде предлагают продлить действие закона об особом статусе Донбасса еще…

Особый порядок на Донбассе предлагают продлить до 31 декабря 2020 года.
Пранкер Джокер добрался до Геращенко и «Миротворца»

Пранкер Джокер добрался до Геращенко и «Миротворца»

Геращенко опубликовал переписку с Джокером
iPhone назван величайшим гаджетом десятилетия

iPhone назван величайшим гаджетом десятилетия

Девайсом десятилетия признали iPhone 4.
Читай также