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世界上最罕见的事情是什么？
冬雷震震夏雨雪，乃敢与君绝？得了吧，在这个物欲横流的时代，昨天发了誓，今天遇到个高富帅，恐怕就变成天雷滚滚下不停了。
爱你到海枯石烂，地老天荒？好吧，从现在算起，在大约10亿年以后，太阳的亮度将增加10%，导致地球平均气温升高到47摄氏度，板块运动停止，海洋真的会全部蒸发枯涸，石头也会风化烂掉；再过50亿年，太阳将变成一颗红巨星，膨胀到地球轨道，将地球彻底吞噬，地老天荒也会到尽头。
这些事情确实很罕见，难以发生，然而在可以预见的时间范围内，它们仍然会发生。不过最近，XENON暗物质计划的科学家们却实际探测到了一个极为罕见的事件，单个事件需要比宇宙年龄137亿年还要长10000亿倍以上的时间，才可能发生一次，估计应该算是我们所探测到的已知宇宙中最罕见或者说最漫长的事件了吧？
XENON暗物质计划是用液态氙作为靶材，去探测潜在的暗物质粒子——大质量弱相互作用粒子。该项目于2002年启动，由欧洲、中东和美国22个机构共160多位科学家参与，目前已进行了多次升级。位于意大利大萨索山1400米深处的XENON1T探测器最近一次升级后，低温恒温容器里存储着3500公斤超纯液氙，在2018年结束的探测中，发现了放射性同位素氙-124的衰变，这是迄今为止实际探测到的已知宇宙中最漫长的过程，其半衰期为1.8×10^22年，也就是180万亿亿年。
这意味着什么呢？大多数元素发生衰变时，只需要一个电子被拉进原子核；而氙-124的衰变被称为双β衰变，氙原子中的质子要衰变，必须捕获两个电子才行；而这种双电子捕获，又必须是两个电子恰好在正确的时间出现在正确的地点时才会发生，就相当于一个极低的概率乘以另一个极低的概率，或者说你买一张彩票中了一亿，后来你又买了一张彩票，又中了一亿，又或者你一个号码买了上百注，把奖金池里所有的钱都清空了。
所以这种事件极为罕见，一个氙-124原子要发生衰变，1.8×10^22年才有一次机会，相当于我们宇宙年龄的10000亿倍以上！所以这次科学家们实际观察到氙-124的衰变，可以说是探测到了已知宇宙中最罕见的事件。然而，这并不是幸运，从某种意义上反而可以说是必然，因为XENON1T探测器充满了3500公斤液氙，而氙-124的丰度是0.095%，意味着里面有很多很多的氙-124原子，即使比宇宙年龄长10000亿倍才发生一次的事情，有这么多氙-124原子的参与，几率当然就提高到我们可以探测到的时间段了。这和太阳里面的每个氢原子，平均需要等待数十亿年才能参与聚变反应，但聚变每时每刻都在发生一样，再低的概率，在极高的参与情况下，也就变成了常态。
目前XENON1T探测器已经关闭，正在进行又一次升级，氙的质量将会达到8000公斤，背景辐射水平也会更低，探测灵敏度将会大大提高。或许重新开启之时，XENON探测器就会发现更多的氙-124衰变事件，宇宙罕见在人类不断提高的科技水平下，将变成宇宙常见！
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本文选自：今日头条 |
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发表于 2019-4-28 21:00:32
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