Китайские учёные смогли поймать атомы одного из редчайших веществ на Земле — аргона-42
Китайские исследователи сообщили о прорыве в анализе сверхредких изотопов: им удалось напрямую обнаружить и подсчитать атомы аргона-42 — одного из самых редких изотопов в атмосфере Земли.
До сих пор аргон-42 удавалось замечать лишь косвенно — как фон в экспериментах по поиску тёмной материи. Традиционные методы, включая ускорительную масс-спектрометрию, не справлялись с задачей из-за крайне слабого сигнала и сильных помех от близких по свойствам атомов. На таком уровне редкости фон полностью перекрывал полезный сигнал.
Чтобы решить проблему, учёные метод ATTA — технологию, при которой лазеры настроены так точно, что реагируют только на нужный изотоп. Когда атомы аргона-42 попадают в лазерное поле, их удаётся замедлить и поштучно захватывать в ловушку, где каждый атом можно зарегистрировать отдельно. За 43 дня эксперимента система зафиксировала всего 204 атома, но этого хватило, чтобы оценить содержание аргон-42 в атмосфере как (6,1 ± 0,5) × 10–21.
Исследователи сообщили, что изначально работали над улучшением ATTA для более распространённого изотопа аргона-39, который используют для датирования льда и океанической воды. Но по мере роста чувствительности системы стало понятно, что она уже способна добраться и до куда более редких изотопов.
Практическая ценность открытия важна для детекторов тёмной материи, заполненных жидким аргоном: распад аргона-42 может создавать сигналы, похожие на искомые события. Чем точнее учёные знают его содержание, тем проще отделить настоящий сигнал от помех.
В дальнейшем команда планирует повысить скорость захвата и считывания атомов, чтобы сделать метод пригодным для постоянных исследований и поиска других сверхредких изотопов.
© iXBT
