29 octobre 2020 – Des chercheurs déclarent avoir observé la désintégration du xénon-124, une désintégration radioactive. Nature a publié un article sur cet isotope du Xénon, un gaz noble inodore, incolore, très rare dans l’atmosphère et pour lequel la désintégration est un phénomène rare à observer. En effet, la « double capture d’électrons à deux neutrinos » est difficilement réalisable pour les physiciens.
Le professeur de physique Ethan Brown de l’Institut polytechnique de Rensselaer (Etat de New-York), déclare : « Nous avons montré que nous pouvons observer les événements les plus rares jamais enregistrés. La principale conclusion est qu’il a été démontré qu’un isotope autrefois considéré comme complètement stable se désintègre à une échelle de temps incroyablement longue ».
UNE DÉSINTÉGRATION DE 1000 ANS
La double capture d’électrons à deux neutrinos demande 1036 ans et les résultats des recherches sur cette désintégration peut apporter des informations sur le comportement des neutrinos.
18’0000’000’000’000’000’000’000 d’années, c’est la durée de la demi-vie* du xénon-124. C’est 18 sextillions d’années ou encore 1000 milliards l’âge de notre univers.
La « double capture d’électrons à deux neutrinos » se manifeste quand deux protons sont convertis en même temps en neutrons : lorsqu’ il y a absorption de deux électrons ainsi que l’émission de deux neutrinos. Alors, sont émis des rayon X et des électrons Auger, le but ultime étant d’observer de la matière noire.
À LA RECHERCHE DE LA MATIÈRE NOIRE
Brown explique avoir « conçu l’expérience XENON1T pour rechercher la matière noire. ». Il ajoute : « cette expérience est si sensible à des événements très rares que nous pouvons effectuer toutes sortes d’autres mesures physiques rares. L’une d’elles est la désintégration du xénon-124. Bien que notre objectif principal ait toujours été la découverte de la matière noire, nous savions qu’il y avait de fortes chances que nous puissions voir cette rare décomposition, alors nous avons décidé de le faire ».
UN EXPÉRIENCE A PLUS D’UN KILOMÈTRE SOUS TERRE
Pour être protégé des rayons comiques, un détecteur est situé à 1500 mètres sous le Gran Sasso (montagne italienne). L’expérience XENON1T profite d’un laboratoire en profondeur pour éviter au détecteur d’être parasité par d’autres événements subtiles. Depuis des décennies, les scientifiques avaient beaucoup de mal à détecter la désintégration du xénon-124.
En Italie, avec 3,2 tonnes de xénon sous sa forme liquide et des capteurs de lumière, l’objectif n’a pas été atteint ; pour l’instant, pas de matière noire. Heureusement, comme cela arrive souvent, en cherchant quelque-chose, on peut parfois trouver autre chose. La technologie de détection au XENON que les chercheurs utilisent semble polyvalente et pourrait réserver bien des surprises dans l’exploration de l’infiniment petit.
*La demi-vie est le temps au bout duquel la moitié des noyaux radioactifs d’une source se sont désintégrés. C’est aussi le temps mis par une molécule ou une substance pour perdre la moitié de son activité physiologique ou pharmacologique.
Thierry Penin (rédaction btlv.fr)
