Karanlık madde deneylerinde henüz elle tutulur bir kanıt bulunmasa da, bu deneyler yeni ve inanılmaz keşiflere öncülük ediyor. XENON1T deneyinde bugüne kadar diğer elementlerde bile görülmeyen ve evrenin yaşından trilyonlarca kat daha fazla yarılanma ömrüne sahip bir madde keşfedildi. İşte bu madde 18 sekstrilyon yılla, Ksenon 124’dür.
Yarılanma ömrü; o radyoaktif maddeyi oluşturan atomların yarısının diğer bir elemente dönüşmesi için geçmesi gereken ortalama süredir. Ksenon(Xenon)124’ün yarılanma ömrünün 160 trilyon yıl olduğu düşünülmekteydi, fakat yeni gözlem sayesinde bu süre kat be kat arttı.
Bu yeni araştırmaya göre ksenon 124’ün yarı ömrü 18 sekstilyon yıl , yani 18’den sonra 21 sıfır var. Eğer evrenimizin yaşının 13.8 milyar yıl olduğu düşünülürse, ksenonun yarılanma ömrünün trilyonlarca kat fazla olduğunu görebilirsiniz. Yani ksenon 124 bugüne kadar bir maddede ölçülen en uzun yarılanma ömrüne sahip olarak, tacı 19 kentilyon yarılanma süresine sahip bizmut 209’dan alıyor.
İşte bu nedenle ksenon atomlarının yarılanması gerçekten çok nadir bir olaydır. Fakat bir çok atomu aynı anda izleyebilirsek bu olayı yakalama şansımız artar. İşte bu nedenle XENON1T deneyinde 1300 kg ağırlığında sıvı ksenon dolu bir tanka ve foton,parçacıklara duyarlı dedektörler kuruldu. Böylece bu olaylarda yayılan parçacıklar gözlenebilecekti.
Araştırmacılar bir yıllık veriyi incelediklerinde, birkaç düzine yarılanma gözlediklerini raporladı. Bu olaya elektron yakalama deniyor, elektron atom çekirdeğine girdiği yerde, protonu nötrona çeviriyor, bu da yarılanmasına neden oluyor. Bu durumda araştırmacılar tek seferde çifte elektron yakalama gördü.
“Normalde bir elektron gelir ve bir nötron çıkar.Bu nötrino tamamlanmış enerjiye sahiptir, bu nedenle kütle salınır. Bu proses sıklıkla nükleer parçacık fiziğinde görülür ve gayet iyi anlaşılmıştır. Fakat daha önce çekirdeğe iki elektronun aynı anda girerek, iki nötrino verdiğini görmemiştik,” diyor yardımcı yazar Christopher Tunnell.
Her ne kadar bu devrimsel keşif t XENON1T deneyinin birincil hedefi değildi. Bu deney karanlık maddeye dair kanıt bulmak için tasarlandı. Karanlık maddenin evrende normal maddeden 5 kat daha fazla olduğu düşünülüyor. Bu deneyler sayesinde karanlık maddenin normal maddeyle iletişime girdiği çok nadir zamanlardan biri yakalanabilir. Bugüne kadar bu olay yakalanmamış olsa da, bu veriyle yeni gözlemler yapılabilir.
Araştırma Nature dergisinde yayınlandı.
Kaynak: Rice University
