Legalább 66 ezer yottaév az elektron felezési ideje

Ezt állapították meg a Borexino-kísérlet kutatói, akik azt vizsgálták, hogy mi lenne, ha a jelenleg bomlásra képtelennek hitt részecske mégis lebomlana.

Legalább 66 ezer yottaév az elektron felezési ideje

Az elektron felezési idejének meghatározására tett eddigi legpontosabb kísérlet eredményeialapján a napjainkban létező részecskék 66 ezer yottaév (6,6x10^28 év) múlva is létezni fognak. Ez nagyjából 5 trilliószorosa az univerzum életkorának. Erre a következtetésre jutottak legalábbis az olaszországi Borexino-kísérlet kutatói, akik arra kerestek bizonyítékot, hogy az elektron képes-e fotonná és neutrínóvá bomlani. Egy ilyen bomlás túlmutatna a részecskefizikai standard modellen, mivel sértené az elektromos töltés megmaradásának elvét.

Az elektron a legkisebb ismert részecske, amely negatív töltést hordoz. Ha tovább tudna bomlani, azt jelenlegi ismereteink szerint csak úgy tehetné, hogy alacsonyabb tömegű részecskék keletkeznek belőle. Ezzel azonban az a probléma, hogy egyetlen jelenleg ismert, az elektronnál kisebb tömegű részecske sem rendelkezik negatív töltéssel. Az egyik megoldás a problémára, hogy a hipotetikus bomlási folyamat során a töltés valamilyen módon eltűnik. Ez viszont, mint már említettük, sérti a standard modell egyik elvét. Jelenleg éppen ezért az elektront tovább bonthatatlan részecskeként tartják számon. Mivel azonban a standard modell nem ad magyarázatot a fizika minden jelenségére, a Borexino-kísérlet szakértői azt remélték, hogy ha sikerülne elcsípniük egy elektron bomlását, az irányt mutathat, hogy milyen új elmélet felé lenne érdemes továbblépni.

A Borexino-detektort elsődlegesen neutrínók tanulmányozására hozták létre, és az olasz Appenninek mélyén helyezkedik el, hogy védve legyen a kozmikus sugárzástól. A detektor 300 tonna szerves folyadékból áll, amelyet 2212 fotoelektron-sokszorozó vesz körbe. A csapat tagjai egy specifikus hipotetikus bomlás jeleire figyeltek, amely során a folyadékban található elektronok egy elektronneutrínóvá és egy 256 keV-os fotonná bomlanak. Ez a foton a folyadék más elektronjaival kölcsönhatásba kerülve jellegzetes felvillanást produkál, amelyet a műszerek érzékelni tudnak.

A kutatók a detektor 2012 januárja és 2013 márciusa között összegyűjtött adatait vizsgálták át ilyen energiájú fotonok után kutatva. Mivel ritkán, de más folyamatok során is keletkeznek hasonló felvillanások, mint amikor ezen fotonok leadják energiájukat, az eredményeket alaposan át kellett vizsgálni. A kutatás végkövetkeztetése az volt, hogy a megfigyelés 408 napja alatt nem történt elektronbomlás a tartályban. A Borexino tartályában található trimetil-benzol nagyjából 10^32 darab elektront tartalmaz. Abból a tényből, hogy ennyi részecskéből egyetlen egy sem bomlott le a vizsgálat időtartama alatt, a kutatók következtetéseket tudtak levonni a részecske minimális felezési idejére vonatkozólag. Ezt 6,6x10^28 évben állapították meg, ami több mint 100-szorosa annak, amit az eddigi mérések alapján becsültek.

Gianpaolo Bellini, a Borexino-kísérlet szóvivője elmondása szerint, amennyiben a detektort tökéletesen el tudnák szeparálni a kozmikus sugárzás zavaró hatásaitól, a minimális felezési idő 10^31 évre lenne növelhető. A kutató arra is felhívta a figyelmet, hogy az olasz kísérlet egy másik fajta hipotetikus elektronbomlás vizsgálatára is alkalmas lehet, amelynek során a részecske három neutrínóvá alakul át, és akár azt is meg lehetne vele állapítani, ha egy elektron „eltűnik” a folyadékból, mert átlép egy másik dimenzióba.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward