Los científicos han descubierto el “evento más raro jamás registrado”, en un gran avance como parte de los intentos por resolver el misterio de la materia oscura.
El proceso lleva más de un trillón de veces la edad del universo. Y ha sido visto por los científicos por primera vez.
El descubrimiento fue hecho por científicos que trabajaron con un instrumento especial, construido para rastrear la materia oscura, la partícula más escurridiza del universo.
El evento más importante fue la descomposición radioactiva del xenón-124.
“De hecho, vimos esta decadencia. Es el proceso más largo y lento que se ha observado directamente, y nuestro detector de materia oscura fue lo suficientemente sensible como para medirlo”, dijo Ethan Brown, profesor asistente de física de Rensselaer y coautor del estudio.
“Es increíble haber presenciado este proceso, y dice que nuestro detector puede medir el fenómeno más raro jamás registrado”.
La investigación proviene de la Colaboración XENON, que dirige un instrumento conocido como XENON1T. Se trata de un filete de cuba de 1.300 kilogramos de xenón líquido súper puro, que puede protegerse de los rayos cósmicos enterrándolo en el agua, a 1.500 metros bajo las montañas del Gran Sasso, en Italia.
Está dirigido por científicos que buscan materia oscura, que es cinco veces más abundante que la materia ordinaria, pero que nunca ha sido observada directamente. Esperan estudiarlo observando los pequeños destellos de luz que se crean cuando las partículas golpean el xenón dentro del detector.
Aunque está buscando la interacción entre las partículas de materia oscura y el núcleo dentro de los átomos de xenón, en realidad puede ver cualquier señal que ocurra dentro de la bañera.
Fue una de esas interacciones que los científicos observaron cuando vieron que un protón dentro del núcleo de un átomo de xenón se convertía en un neutrón. Esto sucede como consecuencia de un evento muy raro: cuando un protón absorbe dos electrones, lo que se denomina “captura de doble electrones”.
Eso solo puede suceder cuando dos de esos electrones están justo al lado del núcleo, en el momento exacto. Eso es “una cosa rara multiplicada por otra cosa rara, haciéndola ultra-rara”, dijo Brown.
Los científicos observaron que esos electrones se reorganizaban a medida que dejaban paso a los dos electrones que habían sido absorbidos por el núcleo.
“Los electrones en doble captura son removidos de la capa más interna alrededor del núcleo, y eso crea espacio en esa capa”, dijo Brown. “Los electrones restantes colapsan al estado de la tierra, y vimos este proceso de colapso en nuestro detector.”
El descubrimiento permite a los científicos ver la vida media del isótopo de xenón directamente, observando su descomposición radioactiva a medida que ocurre. Tal logro nunca antes había sido posible, señalaron los investigadores.
“Este es un hallazgo fascinante que avanza las fronteras del conocimiento sobre las características más fundamentales de la materia”, dijo Curt Breneman, decano de la Facultad de Ciencias. “El trabajo del Dr. Brown en calibrar el detector y asegurar que el xenón sea fregado al más alto nivel posible de pureza fue crítico para hacer esta importante observación”.