Ученые-физики через детектор темной материи увидели редкий распад атома во Вселенной. Ученым удалось напрямую провести измерение периода полураспада изотопа ксенон-124, длительность которого составляет примерно двадцать секстиллионов лет, что стало рекордом среди уже исследованных физиками нестабильных изотопов.Ученым удалось напрямую провести измерение периода полураспада изотопа ксенон-124, длительность которого составляет примерно двадцать секстиллионов лет, что стало рекордом среди уже исследованных физиками нестабильных изотопов.

XENON Collaboration управляет XENON1T, 1300-килограммовым резервуаром сверхчистого жидкого ксенона, защищенного от космических лучей в криостате, погруженном в воду на глубину 1500 метров в горной части Гран-Сассо в Италии. Исследователи ищут темную материю, регистрируя мельчайшие вспышки света, возникающие при взаимодействии частиц с ксеноном внутри детектора.

Не смотря на то, что XENON1T был создан для обнаружения взаимодействия между частицей темной материи и ядром атома ксенона, детектор фактически улавливает сигналы от любых взаимодействий с ксеноном. Доказательства распада ксенона были получены в виде протона внутри ядра атома ксенона, преобразованного в нейтрон. В большинстве элементов, подверженных распаду, это происходит, когда один электрон втягивается в ядро.

Однако, протон в атоме ксенона должен поглотить два электрона, чтобы преобразоваться в нейтрон, событие, называемое «двойной захват электрона». Он происходит только тогда, когда два электрона находятся прямо рядом с ядром в определенное время. Это сверх редкое явление. Когда наблюдалось ультра-лучевое излучение и внутри детектора произошел двойной захват электронов, приборы получили сигнал электронов в атоме, перестроившись для заполнения двух, которые были поглощены в ядро.

Данное достижение стало первым, когда ученые измерили период полураспада изотопа ксенона на основе непосредственного наблюдения за его радиоактивным распадом. Ученые считают, что открытие расширяет границы знаний о наиболее фундаментальных характеристиках материи.