暗物质探测器可以捕获数万年来发生的放射性衰变

埋藏在1500米意大利山下的暗物质探测器记录了宇宙中最不常见的现象 - 氙-124原子的衰变。所有放射性物质都是通过通常所说的“半衰期”来测量的，“半衰期”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，半衰期变化很大。例如，Flerovium-289的半衰期仅为2.6秒，而钚-239则需要24，110年才能减少50%的负荷。

虽然24,000年是一段很长的时间 - 而且使用钚发电的原因之一是谨慎看待 - 事实证明，与氙气124相比，它并不算什么。

意大利的Laboratori Nazionali del Gran Sasso(LNGS)位于Gran Sasso山脉深处，是一种暗物质探测器，包括一个圆柱形的坦克，在-95摄氏度的温度下装有3200公斤的液体氙。

探测器完全密封，不受任何可能的放射性干扰，这意味着如果暗物质颗粒撞击它，产生的微小信号将是清晰和明确的。

到目前为止，它从未发生过。

然而，由德国明斯特大学的Christian Weinheimer领导的研究人员最近在观察到氙-124原子的衰变时获得了某种安慰奖。

这是通过称为双电子捕获的过程发生的。氙-124核包含54个质子和70个中子，它们被几个由带负电荷的电子构成的壳包围。

Weinheimer及其同事用一对电子在一个这样的核键中观察到两个质子，这使得新配对的粒子转化为中子，从而释放出两个中微子。剩余的电子 - 现在缺少一对 - 重新排列，在此过程中发射X射线。

原子腐烂了。这是一个研究人员在过去两年中记录了126次的过程 - 这确实是一个非常罕见的事件，只要有多少氙-124原子包含3200升的东西。

多么罕见?Weinheimer及其同事计算出氙-124的半衰期为1.8×10 22 年 - 比宇宙存在的时间长几万亿年。

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