Согласно новым данным, период полураспада изотопа ксенона-124 достигает поразительных 18 секстиллионов лет.
По оценкам ученых, масса темной материи превышает массу обычного вещества примерно в пять раз. Тем не менее, поиск таинственных «темных» частиц — вимпов — остается сложной задачей. С 2016 года поиском этих частиц занимается высокочувствительный детектор темной материи XENON1T. Расположенный на севере Италии, этот детектор использует емкость, заполненную несколькими тоннами чистого ксенона. Предполагается, что гипотетические вимпы будут крайне редко взаимодействовать с ним, в результате чего образуются фотоны и электроны, способные вызвать сцинтилляцию, которую можно будет зарегистрировать. Однако, подобного рода явления на XENON1T пока не было зафиксировано, но недавно здесь было отмечено событие, которое можно считать одним из самых редких во Вселенной.
В статье, опубликованной в журнале Nature, ученые из коллаборации XENON1T сообщили о новой оценке периода полураспада ксенона-124. Прежде этот нуклид также считался чрезвычайно стабильным, период его полураспада оценивался примерно в 160 триллионов лет, однако рекорд удерживал висмут-209 с 19 квинтиллионами лет. Судя по новым данным, ксенон-124 все-таки его опережает: его период полураспада составляет 18 секстиллионов лет — то есть 18 000 000 000 000 000 000 000.
Подобное явление практически невозможно наблюдать для отдельного атома или даже небольшой группы атомов. Тем не менее, использование больших объемов ксенона позволило зафиксировать на XENON1T несколько десятков подобных распадов. Анализ данных, полученных в течение примерно трех лет работы детектора, позволил ученым описать уникальный механизм, посредством которого ксенон-124 теряет массу. Обычно это происходит при случайном улавливании ядра свободным электроном. Объединяясь с одним из протонов, он превращается в нейтрон, что приводит к дестабилизации ядра. Однако для ксенона-124 было отмечено несколько случаев «двойного захвата» электронов, когда ядро улавливает сразу две частицы.