پژوهشگران رصدخانه ماده تاریک زنون (XENON) موفق به ثبت رویدادی شده‌اند که در نوع خود، بسیار نادر است. می‌دانم خیلی هیجان‌زده هستید، ولی متأسفانه رویداد مشاهده شده ارتباطی به ماده تاریک ندارد؛ اما حقیقتاً اتفاق بزرگی است. آشکارسازهای مستقر در این رصدخانه به تازگی رویداد واپاشی زنون – ۱۲۴ را ثبت کرده‌اند. واپاشی این ایزوتوپ خاص از زنون، نادرترین رویدادی به حساب می‌آید که تا کنون در تاریخ مکتوب بشر ثبت گردیده است.
پروژه زنون در اصل با هدف آشکارسازی ماده تاریک طراحی شده است. اما چنین هدفی ابداً کار ساده‌ای نیست. دلیل اصلی ناشناخته بودن ماده تاریک این است که این نوع از ماده تقریباً کار خاصی انجام نمی‌دهد! به همین خاطر، آشکارسازی مرموزترین ماده‌ی کیهان به امری بی‌نهایت دشوار برای دانشمندان بدل گشته است. ماده تاریک هیچ‌گونه نوری از خود منتشر نمی‌سازد و فاقد هرگونه میدان مغناطیسی است. این ماده تقریباً هرگز با ماده مرئی وارد برهم‌کنش نمی‌شود.
این مقاله را بخوانید: ماده تاریک چیست؟
دانشمندان برای این که حداقل شانس خود را در مشاهده‌ی آثار یک ذره از ماده تاریک بیازمایند، مجبور به طراحی و پیاده‌سازی یک سری آزمایش‌های بسیار متفاوت و نوآورانه بودند. یکی از این آزمایش‌های بیگانه‌وار، پروژه‌ی ایتالیایی زنون بوده که در رصدخانه‌ای به همین نام راه‌اندازی شده است. این پروژه در واقع یک مخزن غول‌پیکر است که ۳.۵ تن زنون مایع را در خود جای داده، و در عمق ۱۶۰۰ متری زیر زمین قرار گرفته است.
هدف از به کار بردن زنون در این آزمایش چیست؟
زنون یکی از پایدارترین عناصر موجود در کل گیتی است. این عنصر به خانواده‌ی گازهای نجیب تعلق دارد. تقریباً در دنیای شناخته شده، هیچ ماده‌ای با زنون وارد واکنش نمی‌شود، به خصوص اگر زنون را در عمق یک مایلی زیر زمین دفن کنیم! این ویژگی موجب شده زنون به گزینه‌ای ایده‌آل برای آشکارسازهای ماده تاریک تبدیل گردد. زنون شاید عنصر خیلی خاصی باشد، ولی ماده تاریک باز هم تمایل چندانی به برهم‌کنش با این گاز نجیب ندارد. محققان ایتالیایی با استفاده از همین خصوصیات توانستند حساسیت تجهیزات آزمایشگاهی خود را تا ۱۱ برابر افزایش دهند.
این افزایش ۱۱ برابری در حساسیت با آن که برای آشکار ساختن ماده تاریک کافی نیست، اما قادر بوده لحظه‌ی واپاشی یک اتم زنون – ۱۲۴ را ثبت نماید.
چرا زنون – ۱۲۴ این‌قدر مهم است؟
زنون – ۱۲۴ یک ایزوتوپ پرتوزا از این گاز نجیب است که واپاشی آن تقریبا ۱.۸ سِکستیلیون سال به طول می‌انجامد. سکستیلیون واحدی است معادل با ۱۰ به توان ۲۱ یا هزار میلیارد میلیارد. این یعنی کاهش مقدار معینی از زنون – ۱۲۴ به نصف مقدار اولیه‌ی آن ۱۸۰۰ میلیارد میلیارد سال طول می‌کشد. این رقم ۱۳۰ میلیارد برابر بزرگ‌تر از سن تقریبی گیتی است! البته، گیتی‌ای که ما تا کنون موفق به شناخت آن شده‌ایم. در واقع، زنون – ۱۲۴ برای پرتوزا بودن، یک مقداری زیادی پایدار است. بنابراین، می‌تونیم بگیم که دیدن واپاشی زنون – ۱۲۴ یه‌کمی غیرمعموله، مگه نه؟!
با وجود این میلیارد میلیاردهایی که پشت سر هم قطار کردیم، رصدخانه‌ی زنون به قدری حساسیت داشته است که بتواند واپاشی این ایزوتوپ نامیرا را ثبت نماید. با این حساسیت زایدالوصف، بعید نیست در چند سال آینده خبر ثبت اولین برهم‌کنش ماده‌ی تاریک با نجیب‌زاده‌ای مثل زنون را از همین رصدخانه بشنویم.
