¿Cómo observamos un proceso que requiere más de un billón de veces más que la edad del Universo? Un equipo de científicos del detector XENON Collaboration lo consiguió. Este detector fue construido para encontrar la partícula más difícil de alcanzar en el universo: la materia oscura.
La colaboración XENON funciona con el detector XENON1T, un recipiente con 1.300 kilogramos de xenón líquido protegido de los rayos cósmicos y sumergido en agua a una profundidad de 1.500 metros bajo las montañas Gran Sasso, Italia. Allí los científicos buscan la elusiva materia oscura (cinco veces más abundante que la materia común, pero que rara vez interactúa con ella). Esto se consigue registrando pequeños destellos de luz que se producen cuando las partículas interactúan con el xenón dentro del detector. Pero el XENON1T no solo capta este tipo de señales, sino cualquier interacción con el xenón.
En un artículo que se publicará mañana en Nature, los responsables del hallazgo señalan que han observado la desintegración radiactiva del xenón-124, que tiene una vida media de 1,8 X 1022 años.
Básicamente la desintegración radiactiva es la búsqueda de la estabilidad. “Los núcleos de un átomo – nos explican desde la Universidad del País Vasco – están compuestos por protones y neutrones, que se mantienen unidos por la denominada fuerza fuerte. Algunos núcleos tienen una combinación de protones y neutrones que no conducen a una configuración estable. Estos núcleos son inestables o radiactivos. Los núcleos inestables tienden a aproximarse a una configuración estable emitiendo ciertas partículas”.
El “problema” es que el xenón es bastante exclusivo, por decirlo de algún modo y mientras en la mayoría de los núcleos la desintegración se produce cuando un electrón se introduce en el núcleo, pero un protón en un átomo de xenón debe absorber dos electrones para convertirse en un neutrón, un evento llamado «captura de doble electrón”. Y la captura de doble electrón solo se produce “cuando dos electrones están justo al lado del núcleo en el momento preciso – explica Ethan Brown, autor principal del estudio, en un comunicado – Es una cosa rara multiplicada por otra cosa rara, por lo que es extremadamente rara. Nosotros pudimos ver cómo se producía este evento. Es el proceso más largo y lento que se haya observado directamente y nuestro detector de materia oscura fue lo suficientemente sensible como para medirlo. Es asombroso haber presenciado este proceso, lo que demuestra que hemos podido medir lo más raro jamás registrado”.
Es la primera vez que los científicos miden la vida media de este isótopo de xenón basándose en una observación directa de su desintegración radiactiva.
Juan Scaliter
