Radioactivité : un détecteur de matière noire vient de détecter l'un des événements les plus rares connus de la science - GuruMeditation
dimanche 28 avril 2019 à 22:34il ne reste pas exactement la moitié des atomes, à cause des variations aléatoires du processus. Heureusement, il y a toujours assez d’atomes pour ajouter un poids statistique aux mesures.
Ouais enfin… ici on parle de 10^42 années pour la demi-vie.
Il faudrait 800 000 milliards de tonnes de xénon pour avoir une seule désintégration tous les deux ans (en moyenne statistiquement).
Or là, il ont pris seulement 2 tonnes, donc ouais : le processus observé est rare.
Le processus lui-même est décrit dans l’une des sources :
The evidence for xenon decay was produced as a proton inside the nucleus of a xenon atom converted into a neutron. In most elements subject to decay, that happens when one electron is pulled into the nucleus. But two protons in a xenon atom must simultaneously absorb two electrons to convert into two neutrons, an event called “double-electron capture.”
Double-electron capture only happens when two of the electrons are right next to the nucleus at just the right time, Brown said, which is “a rare thing multiplied by another rare thing, making it ultra-rare.”
When the ultra-rare happened, and a double-electron capture occurred inside the detector, instruments picked up the signal of electrons in the atom re-arranging to fill in for the two that were absorbed into the nucleus.
“Electrons in double-capture are removed from the innermost shell around the nucleus, and that creates room in that shell,” said Brown. “The remaining electrons collapse to the ground state, and we saw this collapse process in our detector.”
En gros, la rareté provient du fait que 124Xe se désintègre par double capture électronique : un proton capture un électron et devient un neutron, transmutant l’atome de xenon en autre chose.
Ici, le xénon ne transmute que si deux de ces captures d’électrons se produisent en même temps. Or, ce phénomène est déjà rare tout seul, alors deux en même temps…
Quand ça arrive, la première couche d’électrons au dessus du noyau est vide. Les autres électrons vont combler ce trou. En faisant ça, ils se rapprochent du noyau, et donc ont une énergie moindre. L’électron perd donc de l’énergie sous la forme d’un rayonnement.
C’est ce rayonnement qui a été détecté (selon les atomes, l’intensité du rayonnement est théoriquement prédictible, et on peut donc comparer l’observation à la prédiction et donc conclure sur ce qui a été observé).
— (permalink)