Rozpad atomu byl trilionkrát delší než je stáří vesmíru

Hluboko v nitru hory v severní Itálii kladou vědci past na temnou hmotu. A návnada? Velká kovová nádrž naplněná 3,5 tunami (3200 kg) čistého tekutého xenonu. Vzácný plyn je jednou z nejčistějších a záření odolných látek na Zemi. To z něj činí ideální prostředek k zachycení nejvzácnějších interakcí částic ve vesmíru.

eshop energie života nabízí


MONOATOMICKÉ ZLATO

vyšší vědomí

1851 Kč

BRAHMI FORTE 100 tob.

přetaktuje mozek

799 Kč

BRAHMI 20% 20g

přetaktuje mozek

199 Kč

ZLATÉ KAPKY

přetaktuje váš mozek

1491 Kč


Rozpad atomu byl trilionkrát větší než je stáří vesmíru.
Rozpad atomu byl trilionkrát větší než je stáří vesmíru. foto: Shutterstock
Líbí se Vám téma článku? Podělte se o něj s přáteli nebo jim ho pošlete e-mailem

Zní to poněkud zlověstně, říká Christian Wittweg, doktorand Mnichovské univerzity v Německu, který pět let pracoval v rámci takzvané Xenonové spolupráce. Chodit sem každý den do práce je jako „navštěvovat padoucha z Bondovky.“ Výzkumníci z hory zatím žádnou temnou hmotu nezachytili. Nedávno se jim však podařilo zaznamenat jednu z nejvzácnějších interakcí částic ve vesmíru. Rozpad atomu s poločasem 1,8 x 1022 let.

Podle nové studie zveřejněné 24. dubna 2019 v časopise Nature změřil tým čítající více než 100 vědců poprvé v historii rozpad atomu xenonu-124 na tellur-124 při extrémně vzácném procesu zvaném dvouneutrinové zachycení dvou elektronů. Tento typ radioaktivního rozpadu nastane, když jádro atomu absorbuje dva elektrony ze svého elektronového obalu současně a vypustí tak dvojitou dávku přízračných částic zvaných neutrina.

První laboratorní detekce tohoto unikátního rozpadu umožnila výzkumníkům přesně dokázat, jak vzácná je tato reakce a jak dlouho trvá rozpad xenonu-124. Poločas rozpadu xenonu-124 (průměrný čas potřebný k poklesu počtu skupiny atomů xenonu-124 na polovinu) je přibližně 18 sextilionů let (1,8 x 1022 let). Přibližně trilionkrát více, než činí stáří vesmíru.

„To je naprosto nejdelší poločas rozpadu, který byl kdy naměřen v laboratoři,“ dodává Wittweg. Ve vesmíru existuje už jen jeden proces nukleárního rozpadu s ještě delším poločasem rozpadu. A sice rozpad telluru-128, který má poločas rozpadu více než stokrát delší, než xenon-124. Tato ultravzácná událost byla však vypočítána pouze papírově.

Vzácný rozpad

Stejně jako u běžnějších forem radioaktivního rozpadu se dvouneutrinové zachycení dvou elektronů odehraje ve chvíli, kdy atom ztrácí energii tím, jak se mění poměr protonů a neutronů. Tento proces je však mnohem vzácnější, než běžnější režimy rozpadu. „Závisí na sérii obrovských náhod,“ říká Wittweg. Musíme pracovat doslova s tunami atomů xenonu, abychom zvýšili pravděpodobnost těchto náhod.

Princip vypadá následovně. Všechny atomy xenonu-124 jsou obklopeny 54 elektrony, které obíhají po neurčitých drahách kolem jádra. Dvouneutrinové zachycení dvou elektronů nastává ve chvíli, když dva z těchto elektronů v drahách blízko jádra současně přejdou do jádra.

Každý z nich narazí do jednoho protonu. Tyto protony se tak změní v neutrony. Jako vedlejší produkt této konverze vyplivne jádro dvě neutrina, těžko uchopitelné téměř nehmotné subatomární částice bez náboje, které skoro nikdy s ničím neinteragují.

Tato neutrina odletí do kosmu. Vědci je mohou změřit jen pomocí extrémně citlivého vybavení. Aby xenonoví výzkumníci dokázali, že k dvouneutrinovému zachycení dvou elektronů skutečně došlo, hledají místo toho prázdné místo zbylé po těchto částicích v rozpadajícím se atomu.

„Poté, co jsou částice zachyceny v jádře, zůstanou v atomovém obalu dvě volná místa,“ říká Wittweg. „Tato volná místa jsou zaplněna z vyšších elektronových drah, což vytvoří kaskádu elektronů a rentgenových paprsků.“

Tyto rentgenové paprsky zanechají v detektoru energii, kterou mohou výzkumníci zřetelně rozpoznat v údajích z experimentu. Po roce sledování zaznamenal tým téměř 100 případů rozpadu atomů xenonu-124. Poskytl tak první přímý důkaz existence tohoto procesu.

Detekce druhého nejvzácnějšího procesu rozpadu ve vesmíru sice nepomohl týmu k nalezení temné hmoty, ale prokázal všestrannost detektoru. Dalším krokem při experimentech tohoto týmu bude výstavba ještě větší nádrže s xenonem. Tato nová pojme více než 8,8 tuny (8000 kg) kapaliny a poskytne tak ještě více příležitostí zaznamenat vzácné interakce, říká Wittweg. (zdroj: livescience.com)


MONOATOMICKÉ ZLATO

vyšší vědomí

1851 Kč

BRAHMI 20% 20g

přetaktuje mozek

199 Kč

BRAHMI 100 tob.

přetaktuje váš mozek

399 Kč

BRAHMI 50% 20g

přetaktuje váš mozek

299 Kč


Buďte první kdo přidá komentář

Napište komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.


*