科学家使用XENON1T探测器观察到有史以来最慢的原子衰变

实验室 (LNGS) 的研究人员一直在使用仪器在格兰萨索山脉深处 1500 米的实验室中寻找暗物质粒子。该设施位于山深处，可以屏蔽任何放射性干扰。

该团队用于研究的工具称为XENON1T 探测器，它的心脏是一个一米长的圆柱体，里面装满了 3200 公斤 -95 摄氏度的液态氙气。研究人员一直在使用探测器来尝试观察暗物质，但到目前为止他们还没有成功。

该团队能够做的是首次观察到 Xenon-124 原子的衰变。据研究人员称，测得的半衰期比宇宙年龄长一万亿倍。宇宙的年龄接近140亿年。科学家们说，他们观察到的过程是宇宙中最罕见的过程，可以直接在探测器中看到。

该团队观察到的过程称为双电子捕获。根据科学家的说法，Xenon-124 的原子核有 54 个带正电的质子和 70 个中性中子，周围环绕着几个带负电的原子壳。在双电子俘获中，原子核中的两个质子从最内层原子壳“俘获”两个电子，转化为两个中子，同时放出两个中微子，并在此过程中释放出 X 射线。

释放的 X 射线在探测器使用的液态氙中产生初始光信号和自由电子。该信号被捕获并允许对过程进行测量。这个过程通常被环境中的“正常”放射性所掩盖。在封闭在地下深处的实验室中，没有放射性干扰允许观察。