暗物质探测器可以捕捉数万年内发生的放射性衰变

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埋藏在意大利山脚下1500米处的暗物质探测器记录了氙-124原子的衰变，这是宇宙中最不常见的现象。所有放射性物质都是通过所谓的“半衰期”来测量的，半衰期被定义为任何给定样品中一半放射性原子衰变所需的时间。
根据所涉及的元素，半衰期差异很大。例如，Flerovium-289的半衰期仅为2.6秒，而钚-239需要24110年才能将其载荷减少50% 。
尽管24000年是很长的时间——使用钚发电的原因之一是谨慎——但事实证明，与氙124相比，它算不了什么。
位于格兰萨索山脉深处的意大利国家实验室(LNGS)是一个暗物质探测器，包括一个圆柱形容器，里面装有3200公斤液态氙，温度为-95摄氏度。
探测器被完全密封，不受任何可能的放射性干扰，这意味着如果暗物质粒子击中它，产生的微小信号将清晰明确。
到目前为止，它从未发生过。
然而，德国明斯特大学的克里斯蒂安温海默领导的研究人员最近在观察氙-124原子的衰变时获得了一些安慰奖。
这是通过一个叫做双电子俘获的过程发生的。氙-124堆芯包含54个质子和70个中子，它们被几个由带负电荷的电子组成的壳层包围。
Weinheimer和他的同事观察到这样一个原子核中有两个质子和一对电子，这对电子将新配对的粒子变成中子，从而释放出两个中微子。剩余的电子——现在少了一对——在这个过程中重新排列并发射x射线。
原子正在腐烂。这是一个研究人员在过去两年中记录了126次的过程——这真的是一个非常罕见的事件，只要氙-124原子中有多少个包含3200升。
【暗物质探测器可以捕捉数万年内发生的放射性衰变】有多罕见？Weinheimer和他的同事计算出氙-124的半衰期为 22年——比宇宙的存在时间长几万亿年。