इस पिछले हफ्ते, वैज्ञानिकों ने घोषणा की कि वे तरल ज़ेनन की एक वैट का उपयोग करके एक अविश्वसनीय भौतिकी अवलोकन करेंगे। यह आधिकारिक तौर पर सबसे दुर्लभ परमाणु क्षय है- और वास्तव में, किसी भी प्रकार की सबसे दुर्लभ घटना - कभी सीधे मापी गई।
कितना दुर्लभ? जैसा कि मैंने परिणाम के बारे में अपने पिछले लेख में लिखा था , "इस प्रतिक्रिया से गुजरने के लिए एक नमूने में क्सीनन परमाणुओं का औसत समय का आधा हिस्सा होगा 1.8 × 10 22 साल ... यह लगभग एक खरब गुना उम्र है।" ब्रह्माण्ड। ”मेरे कानों ने इस तरह से थाह लेने का प्रयास करते हुए दिमागी रस लीक करना शुरू कर दिया, इसलिए मैंने सोचा कि मैं इस तरह की दुर्लभ घटना को मापने के लिए वैज्ञानिकों के लिए कैसे संभव हो सकता हूं।
पुनरावृत्ति करने के लिए: बुधवार को, XENON1T प्रयोग पर काम कर रहे शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि वे दो-न्यूट्रिनो डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर नामक एक प्रकार के परमाणु क्षय के आधार पर अवलोकन करेंगे। अनिवार्य रूप से, परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की एक जोड़ी प्रत्येक अनायास एक ही समय में परमाणु के इलेक्ट्रॉनों में से एक को अवशोषित करती है। इसके परिणामस्वरूप न्यूट्रिनो और एक्स-रे की एक जोड़ी निकलती है।
भौतिकविदों ने 1955 से इस परमाणु क्षय के अस्तित्व को प्रमाणित किया है, और वे इसमें सबसे अधिक रुचि रखते हैं क्योंकि यह अधिक दिलचस्प भौतिकी परिणामों की ओर एक कदम है। एक अन्य प्रकार की घटना, बिना न्यूट्रिनो के इलेक्ट्रॉन पर कब्जा (जब परमाणु के न्यूट्रॉन की जोड़ी अनायास इलेक्ट्रॉनों और न्यूट्रिनों का उत्सर्जन करती है लेकिन न्यूट्रिनो गायब हो जाते हैं, एक दूसरे को गामा किरणों में नष्ट कर देते हैं), रहस्यमय न्यूट्रिनो की प्रकृति के बारे में गहरा सच प्रकट कर सकते हैं, दूसरा- ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर कण।
लेकिन चलो 1.8 × 10 22 वर्षों के बिट पर वापस जाएं । किसी घटना को सीधे मापना कैसे संभव है जिसे आप सभी सितारों को अनुभव करने के लिए जलाए जाने तक इंतजार करना होगा? खैर, शुक्र है, यह वास्तव में नहीं है कि आधा जीवन कैसे काम करता है। आधे जीवन की अवधारणा अनिवार्य रूप से कहती है कि यदि आपके पास परमाणुओं का एक समूह है, तो आधा जीवन परमाणु की आधी मात्रा है जो आप पढ़ रहे परमाणु क्षय से गुजरने के लिए लेंगे। आपके पास जितने अधिक परमाणु हैं, उतनी अधिक संभावना है कि आप जिस परमाणु क्षय को खोज रहे हैं, उसे देख सकें।
XENON1T प्रयोग में इटली में एक पहाड़ में गहरे भूमिगत दफन 3,500 किलोग्राम तरल ज़ेनॉन शामिल है, जिनमें से लगभग 1,500 किलोग्राम वास्तव में अध्ययन के लिए उपयोग किया जाता है। इसका प्राथमिक लक्ष्य परमाणुओं के साथ बातचीत करने वाले अंधेरे पदार्थ कणों को मापना है (ऐसा कुछ जो अभी तक करने में कामयाब नहीं हुआ है)। लेकिन 1,500 किलोग्राम में, लगभग 1.5 किलोग्राम क्सीनन का एक स्वाद है जो इस दो-न्यूट्रिनो डबल इलेक्ट्रॉन पर कब्जा घटना से गुजर सकता है, एक आइसोटोप जिसे एक्सोन -124 कहा जाता है (क्योंकि इसके नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या 124 है), अध्ययन लेखक क्रिश्चियन विट्गवेग, जर्मनी में Münster विश्वविद्यालय में पीएचडी के छात्र, गिज़मोडो को बताया।
हाई स्कूल केमिस्ट्री का उपयोग करने वाला एक त्वरित अनुमान यह कहेंगे कि यह लगभग 10 25 xenon-124 परमाणुओं के बराबर है । यदि उन क्षय परमाणुओं के आधे भाग के लिए 1.8 × 10 22 वर्ष लगते हैं, तो एक वर्ष में, कुछ सौ या तो क्षय होगा (धन्यवाद वुल्फराम अल्फा )।
और वास्तव में, वैज्ञानिकों ने लिक्विड क्सीनन के वैट में दो-न्यूट्रिनो डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर घटनाओं में से 126 को देखने की सूचना दी।
यह कभी-कभी मापा जाने वाला सबसे दुर्लभ क्षय है, हालांकि वैज्ञानिकों ने अन्य परमाणु क्षय के अप्रत्यक्ष साक्ष्य को अब भी आधे जीवन के साथ देखा है। लेकिन आप सोच सकते हैं कि एक भौतिक विज्ञानी यहां से कहां जाना चाहेगा। न्यूट्रिनोलस डबल बीटा क्षय और न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर दोनों का आधा जीवन लंबा होगा, इसलिए उन घटनाओं की एक उचित संख्या को देखते हुए - जो भौतिक विज्ञानी यह साबित करना चाहते हैं कि वे वास्तविक दुनिया में मौजूद हैं और न केवल सिद्धांत में - एक उचित समय पर परमाणुओं के और भी बड़े वत्स की आवश्यकता होगी। और वास्तव में, भौतिक विज्ञानी पहले से ही इस तरह के प्रयोगों पर काम कर रहे हैं और इन दुर्लभ क्षतियों का शिकार करने के लिए मौजूदा डिटेक्टरों को बीफ जारी रखने की उम्मीद करते हैं।
इसलिए, जो माप XENON1T प्रयोग किया गया था, वह कभी देखे गए सबसे दुर्लभ परमाणु क्षय में से एक था। लेकिन जब आप परमाणुओं का एक बड़ा ढेर देख रहे होते हैं, तो आपको एक-एक-सेक्स्टिलियन घटना को देखने पर एक शॉट मिल जाता है।
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