Cientistas observam a decadência mais lenta de átomos usando o detector XENON1T

Pesquisadores do Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) na Itália têm usado instrumentos para procurar partículas de matéria escura em um laboratório que está a 1500 metros de profundidade dentro das montanhas de Gran Sasso. A instalação é tão profunda dentro da montanha para protegê-la de qualquer interferência de radioatividade.

A ferramenta que a equipe está usando para sua pesquisa é chamada de detector XENON1T, e seu coração é um cilindro com um metro de comprimento e cheio com 3200 kg de xenon líquido que é de -95 graus Celsius. Os pesquisadores têm usado o detector para tentar observar a matéria escura, algo que eles não tiveram sucesso até agora.

O que a equipe conseguiu fazer foi observar o decaimento do átomo de Xenon-124 pela primeira vez. O tempo de meia-vida medido é mais de um trilhão de vezes mais do que a idade do universo, de acordo com os pesquisadores. A idade do universo é quase 14 bilhões de anos. Os cientistas dizem que o processo que eles observaram é o processo mais raro no universo para ser visto diretamente em um detector.

O processo observado pela equipe é chamado de captura dupla de elétrons. Segundo os cientistas, o núcleo atômico do Xenon-124 possui 54 prótons carregados positivamente e 70 nêutrons neutros cercados por várias camadas atômicas com elétrons carregados negativamente. Na captura de elétrons duplos, dois prótons no núcleo “capturam” dois elétrons da camada atômica mais interna, transformam-se em dois nêutrons e emitem dois neutrinos ao mesmo tempo e os raios X são liberados no processo.

Os raios X liberados produzem um sinal de luz inicial e libertam elétrons no xenônio líquido que o detector usa. Esse sinal foi capturado e permitiu a medição do processo. Este processo é normalmente oculto pela radioatividade “normal” no ambiente. No laboratório, que é isolado no subsolo, não há radioatividade para interferir permitindo a observação.

Via: Slash Gear