Британские и американские физики, работающие в проекте Enriched Xenon Observatory (EXO), обнаружили самый медленный процесс во Вселенной – период полураспада ксенона-136 по типу двунейтринного двойного бета-распада занимает в 100 миллиардов раз больше времени, чем существует Вселенная, сообщает сайт Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США).

Двунейтринный двойной бета-распад (2nubb) – редкий тип распада частиц, входящих в состав ядра некоторых радиоактивных элементов. При этом типе распада два нейтрона в ядре атома спонтанно распадаются на два протона, два электрона и два антинейтрино (античастицы нейтрино).

Группа ученых, работающих в проекте EXO, на конференции в Мюнхене обнародовала результаты измерений периода полураспада одного из изотопов ксенона – ксенона-136 – по типу двунейтринного двойного бета-распада.

Как оказалось, этот процесс занимает 2,11*10²¹ лет.

«Он представляет собой самый медленный, когда-либо измеренный процесс в рамках Стандартной модели (основополагающей теории в физике частиц)», – сказал руководитель группы Джорджо Гратта (Giorgio Gratta) из Стэнфордского университета.

Детектор установки EXO 200 впервые обнаружил процесс 2nubb-распада в ксеноне-136. Полученный сигнал поможет теоретикам разрешить некоторые загадочные противоречия между предсказаниями теории и результатами прежних экспериментов. Кроме того, исследование этого типа распада является одним из способов установить, есть ли у нейтрино масса покоя.

Участники проекта рассчитывают также обнаружить еще более экзотические типы распада, в частности безнейтринный двойной бета-распад (0nubb), в котором два нейтрона распадаются только на два протона и два электрона – без нейтрино. Этот тип распада не описан в Стандартной модели, однако только через эту моду распада можно узнать природу массы нейтрино, если она есть.

Такой тип распада возможен, если антинейтрино аннигилируют друг с другом как частица и античастица, а значит если безнейтринный распад будет обнаружен, антинейтрино являются античастицами сами себе.

Эта способность частиц быть одновременно частицами и античастицами была предсказана в 1937 году физиком Этторе Майорана (Ettore Majorana). Если такие майорановские частицы будут найдены, это заставит ученых пересмотреть Стандартную модель.