科学家已经观察到了一个非常罕见的粒子物理事件，它使用正在寻找暗物质的探测器，这是物理学家尚未观察到的神秘材料。
科学家已经使用正在寻找暗物质的探测器观察到了极为罕见的粒子物理事件，这是物理学家尚未观察到的神秘材料。
在《自然》杂志上发表的一篇论文中，Xenon合作的研究人员说，他们观察到了一种称为Xenon-124物质的放射性衰变，这是Xenon的同位素，这是一种元素Xenon的同位素，一种无色而无味的贵族气体，在大气中很少发现。该事件 – “两次中断的双电子捕获” – 已经避开了科学家数十年。
当“核中的两个质子通过从一个原子壳中的两个电子吸收和两个电子中微子的发射来同时转化为中子中子时，就会发生这种情况。”发生此事件之后，该事件射出了可预测的X射线和螺旋钻电子的级联，科学家希望使用超敏感的探测器，将其埋在意大利的Gran Sasso山下约5,000英尺，在那里它被宇宙射线遮挡了。
“我们已经证明，我们可以观察到有史以来最稀有的事件，”伦斯勒理工学院物理学教授埃森·布朗（Ethan Brown）告诉《新闻周刊》。 “关键发现是，以前被认为是完全稳定的同位素现已显示出在一个难以想象的长时间尺度上衰减。”
那个时间表多长时间？该团队估计，Xenon-124的半衰期约为18亿年，即18,000,000,000,000,000,000万年，这是我们宇宙年龄的一万亿年。该团队在一份声明中写道，这是有史以来最慢的过程。
布朗告诉《独立报》，我们非常兴奋地与您分享，我们已经观察到有史以来最稀有的衰减过程，这是一个了不起的目睹了这一过程，它说我们的探测器可以衡量有史以来最稀有的东西。”这是XE-124中的两个中微子双电子捕获。结果已发表在@Nature：https：//www.nature.com/articles/s41586-019-1124-4…#notonlydm #tentrillionbillions #xenons
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布朗说：“我们设计了Xenon1t实验来寻找暗物质，这是一种占宇宙质量的85％的新物质，但很少见到它，以至于从未被观察到。” “该实验对非常罕见的事件非常敏感，以至于我们可以进行各种其他罕见的物理测量。其中之一就是Xenon-124的这种腐烂。尽管我们的主要目标始终是发现暗物质的，但我们知道我们很有可能会看到这种罕见的腐烂，因此我们开始这样做。”
为了获得这个好机会，团队不得不将其检测器暴露于大量的氙原原子中，以将其储存为3.2吨的液体氙气。
布朗说：“ Xenon1t是液体氙气的巨大桶，周围是光传感器。” “当暗物质在Xenon中发生碰撞，或者内部发生放射性衰减时，我们会从Xenon中获得一小片光线和一小堆电荷。我们使用光传感器测量这些，并重建有关导致光和充电的原始事件的所有可能。”
尽管该团队没有观察到暗物质（这是检测器的主要目的），但最近的观察结果可以帮助科学家了解中微子的更多信息，中微子是宇宙中最知名的基本颗粒之一。
“这证明，我们用于暗物质的这项Xenon探测器技术更具用途，”德国穆斯特大学穆斯特大学的学生克里斯蒂安·维特维格（Christian Wittweg）告诉Gizmodo。“我们进行了所有这些很酷的分析……在建立了足够敏感以寻找暗物质的实验之后，免费提供了。”该团队计划使用其较新的Xenonnt检测器继续寻找暗物质，这是估计占26.8％的难以捉摸的材料宇宙中的所有内容。
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