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坚守5年!意大利的暗物质陷阱发现了什么?科学

发布时间:2019-10-22 03:54编辑:科技研发浏览(94)

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    在意大利中部一座山的深处,科学家们正在为暗物质设置陷阱。诱饵吗?一个装满3.5吨纯液态氙的大金属罐。这种稀有气体是地球上最清洁、最防辐射的物质之一,是捕捉宇宙中一些最稀有粒子相互作用的理想目标。德国明斯特大学(University of Munster)博士研究生克里斯蒂安维特威格(Christian Wittweg)说:这一切听起来都有点邪恶,每天上班感觉就像“拜访邦德电影中的反派人物”。到目前为止,居住在山区的研究人员还没有捕捉到任何暗物质。

    作者:小木,审核:天涯

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    如果按宇宙年龄138亿年来计算,那么氙-124半衰期是宇宙年龄10亿倍。这的确是个难以想象的数字,因此我们就换一种方式来比喻。比如恐龙灭绝于6500万年前,如果那个时候有100个氙-124原子,那么到6500万年后的今天这100个氙-124原子仍然一个不少地存在,说明损耗极少。

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    事实上,氙-124半衰期并不是世界上最长的,碲128原子半衰期比氙-124还要长100多倍。当然,我们只能在纸上计算出来。不管怎么说,此次研究团队收获巨大,因此科学家正计划建造更大氙气罐,这次准备储存8000公斤液态氙气,希望能进一步检测到更稀有物质相互作用过程。更有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣探索

    研究成员们准备了暗物质探测器,里面装满了3.5吨液态氙。尽管该小组尚未发现暗物质的踪迹,但他们确实探测到了宇宙中第二长的放射性衰变。图片:Xenon Collaboration

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    珍贵的衰变

    不过,研究人员意外地观测到世界上最罕见粒子相互作用的过程,总算是有所收获,不枉5年的坚守。一项研究也就此产生,这项新研究已于4月24日发表在“自然”杂志上,新研究指出,由100多名研究人员组成的科学家团队首次用独特方法测量到氙-124原子衰变成碲124原子的罕见过程。

    参考期刊文献:《自然》

    在意大利中部一座深山老林里,科学家将一个装满3200公斤纯液体氙的大型金属罐安置在这里。为何要在这里存放3200公斤氙气呢?这是因为氙气是一种惰性气体,也是地球上最清洁最耐辐射物质之一。所以大型金属罐成为了捕捉宇宙暗物质的理想陷阱。

    作为这种转换的副产品,原子核会喷出两个中微子,这是一种难以捉摸的亚原子粒子,不带电荷,几乎没有质量,几乎从不与任何东西发生作用。这些中微子飞向太空,科学家们无法测量它们,除非使用极其敏感的设备。为了证明双中微子双电子捕获事件已经发生,氙研究人员转而研究了衰变原子中留下的空白。电子被原子核俘获后,原子壳层还剩下两个空位。这些空缺是由更高的壳层填补,这就产生了电子和x射线的级联。

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