Page 5 - 15o ΤΕΥΧΟΣ

5
Η ε ρ ε υ ν η τ ι κ ή ο μ ά δ α τ η ς σ υ ν ε ρ γ α σ ί α ς X E N O N ( XENON
Collaboration) πραγματοποίησε την ανακάλυψη αυτή με ένα όργανο το
οποίο δημιουργήθηκε για να ανιχνεύσει το πιο αόρατο σωματίδιο στη
σκοτεινή ύλη του σύμπαντος. Σε ένα paper το οποίο δημοσιεύτηκε στις 26
του μήνα στο περιοδικό Nature, οι ερευνητές ανακοινώνουν ότι έχουν
παρατηρήσει τη ραδιενεργή διάσπαση του σωματιδίου xenon-124, η οποία
έχει χρόνο ημιζωής 1,8 Χ 1022 χρόνια.

Η συνεργασία XENON εκτελεί την διεργασία αυτή με το όργανο XENON1T,
μια δεξαμενή 1300 κιλών υπερ-καθαρού υγρού Ξένον θωρακισμένου
από κοσμικές ακτίνες σε ένα κρυοστάτη (cryostat) βυθισμένο σε νερό
βάθους 1.500 μέτρων κάτω από τα βουνά Gran Sasso της Ιταλίας. Οι
ερευνητές αναζητούν σκοτεινή ύλη καταγράφοντας μικροσκοπικές λάμψεις
οι οποίες δημιουργούνται όταν τα σωματίδια αλληλεπιδρούν με το Ξένον
μέσα στον ανιχνευτή. Και ενώ το XENON1T κατασκευάστηκε για να
συλλάβει την αλληλεπίδραση μεταξύ ενός σωματιδίου σκοτεινής ύλης και
του πυρήνα του ατόμου Ξένον, ο ανιχνευτής στην πραγματικότητα λαμβάνει
σήματα από οποιαδήποτε αλληλεπίδραση με το Ξένον.

Τα στοιχεία για την αποσύνθεση του Ξένον παράγονται ως
ένα πρωτόνιο μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου Ξένον το οποίο μετατρέπεται
σε ένα νετρόνιο. Στα περισσότερα στοιχεία που υπόκεινται σε αποσύνθεση,
αυτό συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρόνιο έλκεται προς τον πυρήνα. Αλλά ένα
πρωτόνιο σε ένα άτομο Ξένον πρέπει να απορροφήσει δύο ηλεκτρόνια για να
μετατραπεί σε ένα νετρόνιο, ένα γεγονός που ονομάζεται "Διπλή σύλληψη
ηλεκτρονίων αγγλικά double-electron capture".

Η διπλή σύλληψη ηλεκτρονίων συμβαίνει μόνο όταν δύο από τα ηλεκτρόνια
βρίσκονται ακριβώς δίπλα στον πυρήνα την κατάλληλη στιγμή, δήλωσε ο
Brown, κάτι το οποίο είναι ενα "σπάνιο φαινόμενο το οποίο
πολλαπλασιάζεται με ένα άλλο επίσης σπάνιο φαινόμενο, κάτι που το
καθιστά εξαιρετικά σπάνιο".

Όταν συνέβησαν αυτά τα εξαιρετικά σπάνια φαινόμενα και στο εσωτερικό
του ανιχνευτή ανιχνεύτηκε μια διπλή σύλληψη ηλεκτρονίων, τα όργανα
πήραν το σήμα των ηλεκτρονίων κατά την διαδικασία αναδιοργάνωσης του
ατόμου για να συμπληρώσουν τα δύο (ηλεκτρόνια) τα οποία απορροφήθηκαν
στον πυρήνα.

"Τα ηλεκτρόνια στη διπλή σύλληψη αφαιρούνται από το ενδότερο
περίβλημα γύρω από τον πυρήνα, και αυτό δημιουργεί χώρο στο περίβλημα
αυτό", δήλωσε ο Brown. "Τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια καταρρέουν στην
κατώτερη ενεργειακή κατάσταση (ground state), και παρατηρήσαμε αυτή
τη διαδικασία κατάρρευσης στον ανιχνευτή μας."

Το επίτευγμα είναι ότι πρώτη φορά οι επιστήμονες μέτρησαν τον χρόνο
ημιζωής του ισοτόπου Ξένον με βάση την άμεση παρατήρηση της
ραδιενεργού του αποσύνθεσης.

https://www.facebook.com/Aratosastronomy/