暗物質探測器可以捕捉數萬年內發生的放射性衰變 _知識經驗

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埋藏在意大利山腳下1500米處的暗物質探測器記錄了氙-124原子的衰變，這是宇宙中最不常見的現象。所有放射性物質都是通過所謂的“半衰期”來測量的，半衰期被定義為任何給定樣品中一半放射性原子衰變所需的時間。
根據所涉及的元素，半衰期差異很大。例如，Flerovium-289的半衰期僅為2.6秒，而钚-239需要24110年才能將其載荷減少50% 。
盡管24000年是很長的時間——使用钚發電的原因之一是謹慎——但事實證明，與氙124相比，它算不了什么。
位于格蘭薩索山脈深處的意大利國家實驗室(LNGS)是一個暗物質探測器，包括一個圓柱形容器，里面裝有3200公斤液態氙，溫度為-95攝氏度。
探測器被完全密封，不受任何可能的放射性干擾，這意味著如果暗物質粒子擊中它，產生的微小信號將清晰明確。
到目前為止，它從未發生過。
然而，德國明斯特大學的克里斯蒂安溫海默領導的研究人員最近在觀察氙-124原子的衰變時獲得了一些安慰獎。
這是通過一個叫做雙電子俘獲的過程發生的。氙-124堆芯包含54個質子和70個中子，它們被幾個由帶負電荷的電子組成的殼層包圍。
Weinheimer和他的同事觀察到這樣一個原子核中有兩個質子和一對電子，這對電子將新配對的粒子變成中子，從而釋放出兩個中微子。剩余的電子——現在少了一對——在這個過程中重新排列并發射x射線。
原子正在腐爛。這是一個研究人員在過去兩年中記錄了126次的過程——這真的是一個非常罕見的事件，只要氙-124原子中有多少個包含3200升。
【暗物質探測器可以捕捉數萬年內發生的放射性衰變】有多罕見？Weinheimer和他的同事計算出氙-124的半衰期為 22年——比宇宙的存在時間長幾萬億年。