Parte do detector subterrâneo EXO-200, que procurou por uma hipotética decadência nuclear que pudesse revelar como os neutrinos adquirem sua massa incrivelmente pequena. Crédito:Colaboração EXO-200
Um hipotético processo nuclear conhecido como decaimento beta duplo sem neutrinos deve estar entre os eventos menos prováveis no universo. Agora, a colaboração internacional EXO-200, que inclui pesquisadores do Laboratório Nacional de Aceleração SLAC do Departamento de Energia, determinou o quão improvável é:em um determinado volume de um certo isótopo de xenônio, levaria mais de 35 trilhões de trilhões de anos para que metade de seus núcleos decaísse por meio desse processo - uma eternidade em comparação com a idade do universo, que tem "apenas" 13 bilhões de anos.
Se descoberto, O decaimento beta duplo sem neutrinos provaria que os neutrinos - partículas elementares altamente abundantes com massa extremamente pequena - são suas próprias antipartículas. Essa informação ajudaria os pesquisadores a determinar o quão pesados os neutrinos realmente são e como eles adquirem sua massa. Embora o experimento EXO-200 não tenha observado a decadência, seu conjunto de dados completo, publicado no repositório arXiv e aceito para publicação em Cartas de revisão física , definiu alguns dos limites mais fortes para a meia-vida do decaimento e para a massa que os neutrinos podem ter.
EXO-200 operou na Planta Piloto de Isolamento de Resíduos (WIPP) no Novo México de 2011 a 2018. Em seus primeiros meses de operação, descobriu outro processo raro:o decaimento beta duplo de dois neutrinos do mesmo isótopo de xenônio. EXO-200 foi um importante precursor para experimentos de próxima geração, como a nEXO proposta, isso teria uma chance muito melhor de descobrir a decomposição sem neutrinos.