Cientistas observam o mais lento decaimento de átomos já usando o detector XENON1T

Cientistas observam o mais lento decaimento de átomos já usando o detector XENON1T

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Gran Sasso (LNGS) na Itália têm usado instrumentos para procurar partículas de matéria escura em um laboratório a 1500 metros de profundidade nas 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 a pesquisa é chamada de detector XENON1T, e seu coração é um cilindro com um metro de comprimento e cheio de 3200 kg de xenônio líquido a -95 graus Celsius. Os pesquisadores estão usando o detector para tentar observar a matéria escura, algo que até agora não tiveram êxito.

O que a equipe foi capaz de fazer foi observar a decadência do átomo de Xenon-124 pela primeira vez. O tempo de meia-vida medido é mais de um trilhão de vezes mais que a idade do universo, de acordo com os pesquisadores. A idade do universo tem quase 14 bilhões de anos. Os cientistas dizem que o processo que eles observaram é o processo mais raro do universo a 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 com carga positiva e 70 nêutrons neutros, cercados por várias camadas atômicas com elétrons com carga negativa. Na captura dupla de elétrons, dois prótons no núcleo “capturam” dois elétrons da camada atômica mais interna, se transformam 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 liberam elétrons no xenônio líquido usado pelo detector. Esse sinal foi capturado e permitiu a medição do processo. Esse processo é normalmente oculto pela radioatividade “normal” no ambiente. No laboratório, que é isolado no subsolo, não há radioatividade para interferir na observação.

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