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
Разумков признался, что переписал бизнес на жену

Разумков признался, что переписал бизнес на жену

Лидер партии «Слуга народа» и будущий спикер Верховной Рады Дмитрий Разумков признался, что переписал свой бизнес на жену.
Британский Генштаб заявил о готовности бросить вызов «группе Вагнера»

Британский Генштаб заявил о готовности бросить вызов «группе Вагнера»

Глава Генштаба Великобритании Ник Картер в интервью газете The Times заявил о том, что Лондон необходимо усиливать военное присутствие в Африке
Продюсер «Ласкового мая» просит Зеленского разрешить на въезд в Украину

Продюсер «Ласкового мая» просит Зеленского разрешить на въезд в Украину

Продюсер группы "Ласковый май" Андрей Разин попросил президента Украины Владимира Зеленского разрешить ему посетить Украину.
У Зеленского высмеяли Омеляна за проект Hyperloop

У Зеленского высмеяли Омеляна за проект Hyperloop

В "Слуге народа" считают, что «Hyperloop – это очевидный вздор».
Мир досуга тоже оказывается политически и идеологически верным

Мир досуга тоже оказывается политически и идеологически верным

Мир досуга может иметь как прямую, так и скрытую идеологию. Но она обязательно будет, поскольку модель мира в голове режиссера, сценариста и продюсера всегда есть.
Субсидия: кто из украинцев не получит госпомощь

Субсидия: кто из украинцев не получит госпомощь

Государственная помощь не положена некоторым гражданам.
Команда Зеленского ведет подготовку к встрече с Путиным

Команда Зеленского ведет подготовку к встрече с Путиным

У Зеленского готовят встречу с Путиным — различные источники информации пока говорят неутвердительно о сроках,
Специалисты назвали самые грязные места в салоне авто

Специалисты назвали самые грязные места в салоне авто

Ученые США рассказали о том, какие инфекции можно подхватить в салоне чужого авто.
Спецназ поймал скандального блогера, избившего ветерана АТО

Спецназ поймал скандального блогера, избившего ветерана АТО

Полиция поймала блогера Артура Сороченко, который недавно под камеру избил атошника
Пенсия в Украине вырастет: кому повезет больше всех

Пенсия в Украине вырастет: кому повезет больше всех

В Украине в ближайшее время пересчитают отдельные пенсии, так как ранее в законодательство внесли ряд изменений.
В Украину вернется жара до +37

В Украину вернется жара до +37

С понедельника, 19 августа, на территорию Украины возвращается жаркая погода
Россия назвала условия развертывания новых ракет

Россия назвала условия развертывания новых ракет

Шойгу заявил, что российские ракеты будут развертывать в ответ на действия США
В США рассекретили доклад разведки о Чернобыльской катастрофе

В США рассекретили доклад разведки о Чернобыльской катастрофе

Американская неправительственная организация Национальный архив безопасности опубликовала первый отчет разведки США по событиям с конца апреля по начало мая 1986 года в Припяти.
Назван овощ, который выводит желчь и чистит кровь

Назван овощ, который выводит желчь и чистит кровь

Ученые утверждают, что тыква является овощем, который позволяет продлевать молодость.
Колоссальные штрафы: какие новые неприятности ждут украинских водителей

Колоссальные штрафы: какие новые неприятности ждут украинских водителей

Карательные меры начнут действовать с 24 августа
У Зеленского сказали, что сформируют новое правительство за двое суток

У Зеленского сказали, что сформируют новое правительство за двое суток

Представитель президента в Кабмине считает, что новый парламент в первые дни своей работы сформирует новую исполнительную власть
Дипломат назвал главное оружие Украины против России

Дипломат назвал главное оружие Украины против России

Самое главное оружие Украины против России - это ее внутреннее развитие.
Цена на газ изменится: сколько заплатят украинцы

Цена на газ изменится: сколько заплатят украинцы

Если евро подорожает, возможно незначительное подорожание до 10%.
НАБУ обвинило Юрия Луценко в препятствии расследованию коррупции

НАБУ обвинило Юрия Луценко в препятствии расследованию коррупции

Национальное антикоррупционное бюро Украины обвинило генерального прокурора Юрия Луценко в препятствии расследованию коррупции на таможне
Специалисты рассказали о пользе баклажанов

Специалисты рассказали о пользе баклажанов

Этот ценный продукт позволяет сохранить хорошее состояние здоровья и избавиться от многочисленных недугов.
Вера Брежнева сделала откровенное признание о своем муже

Вера Брежнева сделала откровенное признание о своем муже

Украинская певица поделилась интимными деталями брака с Константином Меладзе
Как нормализовать лимфатическую систему для поддержания молодости

Как нормализовать лимфатическую систему для поддержания молодости

Простые советы помогут улучшить внешний вид и здоровье.
Кравчук оценил первые 100 дней президентства Владимира Зеленского

Кравчук оценил первые 100 дней президентства Владимира Зеленского

Владимир Зеленский оказался в уникальной ситуации.
Стало известно, какие яйца полезнее: куриные или перепелиные

Стало известно, какие яйца полезнее: куриные или перепелиные

В перепелиных яйцах много магния, они почти не вызывают аллергию и устойчивы к инфекциям.
Разумков: Завершить войну на Донбассе быстро не получится

Разумков: Завершить войну на Донбассе быстро не получится

Глава президентской партии "Слуга народа" Дмитрий Разумков заявил, что войну на Донбассе не удастся завершить быстро
У Зеленского определились с параметрами налоговой амнистии

У Зеленского определились с параметрами налоговой амнистии

Средняя ставка при налоговой амнистии в Украине составит 5%. Ставка будет плавающей и зависеть от ряда факторов.
Грымчака отправили в Черниговское СИЗО

Грымчака отправили в Черниговское СИЗО

Юрий Грымчак оказался в Черниговскогом СИЗО.
Почему сегодня преступно возобновлять большую приватизацию с госбанков

Почему сегодня преступно возобновлять большую приватизацию с госбанков

Приватизация государственных банков в Украине, на фоне надвигающейся новой волны глобального кризиса, будет большой ошибкой.
Владельцы»умных» духовок жалуются на их самопроизвольное включение по ночам

Владельцы»умных» духовок жалуются на их самопроизвольное включение по ночам

В США владельцы духовок заговорили о "восстании машин"
Украинским учителям повысят зарплату: известно когда и на сколько

Украинским учителям повысят зарплату: известно когда и на сколько

Учителя будут получать больше, но не намного.
Читай также
Последние новости

Разумков признался, что переписал бизнес на жену

Британский Генштаб заявил о готовности бросить вызов «группе…

Продюсер «Ласкового мая» просит Зеленского разрешить на въезд…

У Зеленского высмеяли Омеляна за проект Hyperloop

Субсидия: кто из украинцев не получит госпомощь

Команда Зеленского ведет подготовку к встрече с Путиным

Специалисты назвали самые грязные места в салоне авто

Спецназ поймал скандального блогера, избившего ветерана АТО

Пенсия в Украине вырастет: кому повезет больше всех

В Украину вернется жара до +37

Россия назвала условия развертывания новых ракет

В США рассекретили доклад разведки о Чернобыльской катастрофе

У Зеленского сказали, что сформируют новое правительство за…

Дипломат назвал главное оружие Украины против России

Цена на газ изменится: сколько заплатят украинцы