L’esperimento XENON1T ha consentito di misurare il processo che, da un punto di vista statistico, rappresenta l’evento più raro al quale sia mai stato possibile assistere nell’universo (la sua vita media è mille miliardi di volte maggiore dell’età dell’universo). La scoperta si è subito guadagnata la pubblicazione nell’ultimo numero di Nature.
I gruppi di ricerca italiani - coordinati da Marco Selvi della sezione INFN di Bologna - hanno progettato e costruito un sistema di rilevazione che permette di ridurre il fondo proveniente da diverse sorgenti, dalla radioattività fino ai raggi cosmici.
L'esperimento ha come principale obiettivo scientifico la ricerca diretta di materia oscura sotto forma di WIMP (particelle massive debolmente interagenti).
“Essere riusciti a osservare in modo diretto un decadimento così raro, – spiega Elena Aprile, professoressa della Columbia University, a capo della collaborazione XENON – e in una regione di energia diversa da quella della ricerca di materia oscura per la quale è ottimizzato XENON1T, conferma in modo inequivocabile le grandi potenzialità del nostro rivelatore”.
Gli scienziati hanno misurato per la prima volta in modo diretto un particolare processo dello xenon-124 chiamato doppia cattura elettronica, in cui si trasforma in tellurio-124. Due protoni del nucleo di xenon catturano simultaneamente due elettroni trasformandosi in due neutroni, con l’emissione di due neutrini e di una quantità di energia fissa.
I ricercatori potranno ora ottenere informazioni utili per i modelli sulla struttura nucleare e per altri esperimenti che studiano decadimenti rari.