El extraño evento que la humanidad observó en promedio cada mil millones de la edad del universo – Desde dentro

Año 2019. En un laboratorio subterráneo, un kilómetros y medio debajo del macizo de Gran Sasso en Italia, un detector de materia oscura experimentó algo extraordinario: la resolución radiactiva de un átomo de Xenon-124. Es el proceso más lento (y, por lo tanto, raro) que se ha registrado.

Tocaron la lotería cósmica. El Xenon-124 tiene un semi anchura de 1.8 × 10²². Eso es 18, seguido de 21 ceros: 18,000 billones de años. Para decirlo en la luz correcta, el universo «solo» tiene alrededor de 13.8 mil millones de años, de modo que el proceso que los científicos italianos podrían observar en 2019 Los investigadores lo describieron En la revista natural.

Un contexto pequeño. La «semi -experiencia» es una medida estadística que se asemeja a media vida, pero especialmente define el período semi -de una sustancia radiactiva. Por ejemplo, Uranium-238 tiene un medio ancho de 4.500 millones de años. En el presente caso, la experiencia a medias nos dice cuánto tiempo tiene que pasar, de modo que la mitad de un grupo muy grande de átomos de xenón-124 se disuelve y otro elemento, el Teluro-124, se convierte en.

Su decadencia es un evento puramente aleatorio para un átomo individual. Un átomo de concreto podría disolverse en el siguiente segundo o ser estable por un tiempo mucho mayor que su semi experiencia. Para un grupo de átomos, la experiencia a medio relacionado es una predicción muy confiable de su comportamiento colectivo. Si tuviera un contenedor con una gran cantidad de átomos de xenón-124, tendrá que esperar 18,000 billones de años para la mitad de los átomos.

¿Cómo hiciste eso? Con un recipiente muy grande que contenía 3.2 toneladas de fluido ultra sobretopuro de fluido. Nos referimos al experimento Xenon1t del Laboratorio Nacional de Gran Sasso en Italia en el centro de la ciudad. Un detector Matt oscuro para la búsqueda directa de las partículas masivas hipotéticas de la interacción débil (WIMP).

El detector se desarrolló con extrema sensibilidad y se construyó debajo de una montaña para aislarlo de la radiación cósmica. Pero lo que él conquistó no era un asunto oscuro, pero el susurro de un átomo de Xenón-124 se descompuso; Conversión a Teluro-124. El evento más extraño que se haya visto.

No es una exageración. Fue realmente un hito de la física experimental que no deberíamos haber visto en mil millones de vida en el universo. Aunque la probabilidad de que un átomo de Xenon-124 se disuelva en un año sea prácticamente cero, el detector contenía casi 10,000 mil millones de xenonatomas en el volumen analizado.

Con una cantidad tan abrumadora de «tarjetas de lotería», la probabilidad de que al menos una resuelva drásticamente durante el período de observación. Durante los 177 días de adquisición de datos, el equipo no observó uno, pero un total de 126 eventos que luego podrían confirmar, como la descomposición del Xenón-124, una especie de descomposición radiactiva, pero que es permitida pero prácticamente no detectable por el modelo estándar de física de partículas.

¿Qué viste? Un átomo de Xenón-124 se desintegra si su núcleo también registra dos electrones de las capas más interiores. Esto significa que dos protones se convierten en neutrones y convierten el átomo en Teluro-124. Sin embargo, la energía liberada es soportada por dos neutrinos que escapan sin ser reconocidos.

Lo que los micultores Xenon1t han reconocido hasta 126 veces fue la cascada de rayos X y los electrones Omer que ocurren cuando los electrones de las capas superiores del Xenón-124 caen para llenar los huecos que los dos electrones registrados dejaron. Esta es la compañía de energía, el «Flash», que revela el extraño evento del universo.

¿Sirvió para algo? Por más de lo que parece. Aunque no hubo suerte en la materia oscura, la detección mostró que Xenon1t puede capturar señales increíblemente débiles y raras y validar su diseño. La medición también proporcionó datos experimentales para probar y mejorar los modelos teóricos que describen la estructura y la estabilidad del núcleo atómico.

Esta observación es un intento general debido a un objetivo aún más ambicioso: la búsqueda de capturas de electrones dobles sin neutrinos. Si se determinara este proceso hipotético, esto mostraría que los neutrinos son sus propios anti -partículas (que se llama partículas de Majora). Esto explicaría por qué el universo consiste en materia y no en antimateria.

Imagen | GNLS

En | Si no hay resultado un buen resultado: la historia de Xenon y la búsqueda de la materia oscura