Otkrivanje Nevjerojatnog: Znanstvenici Otkriju Rijetku Decay u Xenonu
Godine 2019., istraživači s XENON suradnje napravili su misteriozno otkriće. Njihov uređaj dizajniran za otkrivanje dokaza o tajanstvenoj tamnoj materiji, tvari koja se vjeruje da postoji posvuda, umjesto toga registrirao je neobičan događaj – raspad jednog od atoma xenona unutar uređaja. Ovakav raspad neočekivan je, jer je poluživot xenona koji su proučavali nevjerojatnih 18 milijardi trilijuna godina! Ova brojka je više od 1 trilijun puta duža od trenutne starosti našeg svemira, što ovu pojavu čini jednom od najrjeđih ikada zabilježenih. Iako se možda čini nevjerojatno, važno je razumjeti značenje i kontekst ovako dugog poluživota i kako se može zabilježiti takav događaj.
Što je Poluživot?
Poluživot se odnosi na vrijeme potrebno da se polovica određene količine specifičnog atoma raspadne u oblik. Dok razmišljamo o radioaktivnom raspadu, često pomislimo na brze procese. U doba nuklearne energije, rasprave o poluživotu najčešće se vezuju uz nestabilne elemente koji nestaju u sekundi i mogu izazvati eksplozivne lančane reakcije. U medicini koristimo radioaktivne elemente koji se mogu raspadati u satima ili danima, iako njihovi poluživoti mogu biti znatno dulji.
- Uran: Najčešći oblik urana ima poluživot od gotovo 4,5 milijarde godina. Kada je Zemlja nastala, sadržavala je dvostruko više urana.
Iako uran nije prirodno izrazito opasan, njegovi se atomi neprestano raspadaju, iako sporo. Poluživot xenona-124 je nevjerojatnih 4 trilijuna puta dulji od onoga urana-238. Kako smo došli do tih brojki? Detektor sadržava 2 metričke tone xenona, što je gotovo 10,000 trilijuna trilijuna atoma.
Mjerenje Rijetkih Događaja
Kako bi se zabilježio raspad atoma, potrebno je spojiti dovoljno atoma da bi se vidio jedan raspad svakih nekoliko minuta. No, ovo nije baš jednostavno. Promatranje atoma nije isto što i gledanje u šaku crvenih mramora i čekanje da jedan promijeni boju. To je poput promatranja golemog broja mramora, gdje jedan možda malo naraste i izazove bljesak X-zraka ili izbaci elektron. Tijekom 177 dana prikupljanja podataka, tim je zabilježio otprilike 9 događaja.
- Izazovi: Veliki problem kod ovih rijetkih događaja je zabilježiti ih u ‘aktu’. Bez prisustvovanja događaju, ne možemo čak ni potvrditi njihovu egzistenciju.
- Protoni: Teorije u fizici predviđaju da bi se protoni mogli raspasti, no do sada, u svim našim eksperimentima, nikada nismo zabilježili ovaj raspad.
Ako raspad protona ipak nastane, procjenjuje se da bi njegov poluživot bio nevjerojatnih 1,67 milijardi trilijuna trilijuna godina – 100 milijardi puta duži od poluživota xenona-124. Traženje događaja koji su vremenski duži od životnog ciklusa zvijezda predstavlja pravi izazov za znanstvenike.
Završne Misli
Ovakva otkrića ne samo da produbljuju naše razumijevanje svemira, nego također otvaraju vrata novim pitanjima i istraživanju. Ove informacije su objavljene u prestižnom časopisu Nature, gdje su detaljno opisani rezultati i njihovi implikacije. Iako se rijetki kao što su ovi čini nevjerojatnima, oni nam nude uvid u duboke tajne naših svemirskih sustava.
