Солнечная активность

Вспышки на Солнце за последние сутки

Магнитные бури

Не забудьте подписаться на Ин-Спейс

Сближение астероидов с Землей

Международная космическая станция

Сейчас на борту Международной космической станции находятся

Александр Скворцов

Россия

Лука Пармитано

Италия

Эндрю Морган

США

Алексей Овчинин

Россия

Ник Хейг

США

Кристина Кох

США

Закрыть
Последнее обновление 3 часа назад в разделе Возможно ли это?

Опубликовано

25.5K

Like Love Haha Wow Sad Angry
1554

Детектор темной материи зафиксировал крайне редкое событие

Детектор, разработанный для поиска темной материи, «недостающей» массы во Вселенной, поймал неуловимый двухнейтринный двойной электронный захват.

В рамках проекта по поиску темной материи исследовательская группа XENON Collaboration на детекторе XENON1T впервые зафиксировала радиоактивный распад изотопа ксенона-124, который имеет период полураспада, превосходящий возраст Вселенной более чем в триллион раз. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Nature.

«Теория предсказывает, что радиоактивный распад этого изотопа имеет период полураспада, который превосходит возраст Вселенной на много порядков, но ранее никаких доказательств этого процесса у нас не было. Однако теперь нам действительно удалось увидеть распад ксенона-124. Это самый длинный и медленный процесс, который когда-либо непосредственно наблюдался, и наш детектор темной материи оказался достаточно чувствительным, чтобы заметить его», – пишут исследователи.

Большинство изотопов ксенона имеют период полураспада менее 12 дней, однако некоторые считаются исключительно долгоживущими и по существу стабильными. Ксенон-124 один из них.

Предполагается, что возраст Вселенной составляет всего 13–14 миллиардов лет, а теоретически предсказанный период полураспада ксенона-124 равняется 160 триллионам лет, в ходе которого он распадается до теллура-124. Однако проведенные наблюдения значительно увеличивают это значение и приближают период полураспада ксенона-124 к 18 секстиллионам лет (18 000 000 000 000 000 000 000).

«Период полураспада не означает, что каждый атом распадается так долго. Число просто указывает, сколько времени в среднем потребуется для того, чтобы основная масса радиоактивного материала сократилась вдвое. Тем не менее, вероятность увидеть такое событие для ксенона-124 крайне мала, если только не собрать достаточное количество его атомов в самом защищенном от вешних воздействий месте на Земле», – добавляют исследователи.

Три тонны чистого ксенона под землей

Таким местом является расположенная глубоко под поверхностью в горах в Италии камера, в которой находится более трех тонн сверхчистого жидкого ксенона. Она является частью проекта по поиску неуловимых слабовзаимодействующих массивных частиц темной материи, известных как WIMP, и имеет обозначение XENON1T.

«Мы можем видеть одиночные нейтроны, одиночные фотоны, одиночные электроны. Все, что попадает в этот детектор, будет каким-то образом выделять энергию, и это измеримо», – отмечают исследователи.

Доказательство распада ксенона-124 было получено в виде превращения протона внутри ядра атома ксенона в нейтрон. В большинстве элементов, подверженных бета-распаду, это происходит, когда один электрон затягивается в ядро. Но ксенону-124 такой распад запрещен законом сохранения энергии. Однако для него существует возможность совершить двойной распад: ядро может одновременно захватить два электрона, превратить сразу два протона в нейтроны и испустить два электронных нейтрино. Это событие, известное как «двойной электронный захват», происходит только тогда, когда два электрона находятся рядом с ядром и в нужное время: редкое стечение обстоятельств, умноженное на другое редкое стечение обстоятельств, делает это событие ультра-редким.

«Это захватывающее открытие расширяет границы наших знаний о самых фундаментальных характеристиках материи. Несмотря на то, что нам пока не удалось обнаружить темную материю, ее поиск может привести к раскрытию других экзотических процессов, не связанных с ней, включая обнаружение еще одного «невидимого процесса» – безнейтринного двойного электронного захвата, при котором не выделяются нейтрино. Его наблюдение будет иметь последствия для природы нейтрино и даст доступ к его абсолютной массе», – заключают исследователи.

Like Love Haha Wow Sad Angry
1554

Больше по теме:   Проекты  Темная материя

Комментарии

Читайте также

1.7K
1
Раскрыта тайна галактики без темной материи
Наблюдения свидетельствуют о том, что вокруг каждой из галактик существует сферическое «гало» темной материи. Однако одна из них выбивалась из общего ряда.
Далее