Самое редкое событие Вселенной: ученые случайно наблюдали практически невозможное явление

Фото: Getty Images

В 2019 году физики из проекта XENON Collaboration стали свидетелями необычного события во время мониторинга атомной активности в лабораторном эксперименте, предназначенном для обнаружения темной материи. Они заметили, что один из атомов ксенона неожиданно распался, несмотря на то, что период полураспада этого атома составляет 18 миллиардов триллионов лет.

Исследование проводилось в рамках проекта, в котором использовали детектор, содержащий около двух тонн жидкого ксенона, пишет IFLScience.

В течение 177 дней ученые зафиксировали девять случаев распада ксенона-124, период полураспада которого, по оценкам, составляет 18 миллиардов триллионов лет, что делает его самым длинным периодом полураспада, который когда-либо измерялся напрямую.

"Это более чем в триллион раз превышает возраст Вселенной", — отметили исследователи, подчеркнув, насколько статистически маловероятно наблюдение такого распада в реальном времени. Однако огромное количество атомов — около 10 000 триллионов — сделало это достаточно вероятным, чтобы наблюдать несколько случаев в течение нескольких месяцев

Понятие "период полураспада" означает время, необходимое для того, чтобы половина определенного количества радиоактивного изотопа превратилась в другой элемент. В наиболее известных сценариях, таких как ядерное оружие или медицинское лечение, эти превращения происходят быстро.

Однако есть противоположные случаи, например, уран-238 имеет период полураспада около 4,5 миллиардов лет, что уже дольше нынешнего возраста Земли. Но по сравнению с ксеноном-124 уран распадается быстро — период полураспада ксенона в четыре триллиона раз длиннее.

Другими словами, если уран является медленным, то ксенон-124 практически заморожен во времени. Тем не менее, при наличии достаточного количества атомов, даже чрезвычайно редкие события могут случаться время от времени, создавая измеряемые эффекты, такие как короткие вспышки рентгеновского излучения или высвобождение электронов.

Однако не все частицы можно так легко отслеживать. Например, физики давно предполагают, что протоны могут распадаться, но никто этого никогда не видел. Если это действительно происходит, то это настолько редкое явление, что его период полураспада превышает 1,67 миллиарда триллионов триллионов лет.

Это исследование демонстрирует способность человечества измерять процессы, происходящие на протяжении невероятно долгих периодов. Даже в системах, разработанных для одной цели, могут появляться неожиданные открытия, расширяющие границы наших знаний о Вселенной и способы обнаружения ее самых непостижимых явлений.

Карпова Рада
Журналист AOinform