Was sind die längsten Halbwertszeiten, die wir experimentell nachweisen können? Was hält uns davon ab, weiter zu gehen? Versuchen wir es?

Sind diese Wände hart? Können wir längere Halbwertszeiten plausibel messen?

Nein, die Wände sind nicht hart, und es ist sicherlich möglich, längere Halbwertszeiten experimentell zu bestätigen, indem man tut, was die Frage sagt:

Sie benötigen entweder viel isotopenreines Xenon oder eine lange Zeit sehr effizienter, hintergrundfreier Erkennung oder (wahrscheinlich) beides.

Das heißt, viel, sagen wir, Xenon (im Multi-Tonnen-Maßstab, eher als die in der Frage verwendeten Gramm, in kondensierter Phase) in einer unterirdischen Höhle, abseits von Hintergrundstrahlung, nach Signaturen des Zerfalls suchen, zählen die Anzahl der zerfallenen Atome, vergleiche sie mit der Gesamtzahl der vorhandenen Atome und folgere daraus eine Halbwertszeit. Zum Zeitpunkt des Schreibens dieser Antwort (Mai 2019, etwa vier Jahre nach der Frage) wurde der Rekord tatsächlich von der verbessert${}^{136}\mathrm{Xe}$Halbwertszeit durch das XENON1T- Experiment, das diese Methode verwendete, um eine viel längere Halbwertszeit für ein Isotop von Xenon am leichten Ende des Bereichs zu bestätigen$-$ ${}^{124}\rm Xe$, mit einer gemessenen Halbwertszeit von$1.8\times 10^{22}\:\mathrm y$. (Auch hier auf dieser Seite diskutiert .)

Vermutlich gibt es ähnliche Suchen mit Isotopen, die etwas längere Halbwertszeiten haben, aber sie werden nicht am einfachsten zu finden sein, es sei denn, man arbeitet innerhalb dieser Gemeinschaft.

Allerdings sind dies nicht die längsten Halbwertszeiten, die wir aus indirekten Messungen ableiten können. Die Tellur-130-Zuweisung durch die von Wolfram kuratierten Daten sieht bei näherer Betrachtung ziemlich wackelig aus (und tatsächlich haben die meisten Halbwertszeiten in dieser Klasse wahrscheinlich ein ziemliches Maß an Streuung und müssen sorgfältig recherchiert werden, bevor sie ohne ein Körnchen Salz aufgenommen werden). , aber es gibt definitiv Literatur, die Halbwertszeiten auf dieser Zeitskala beschreibt.

Insbesondere die Wikipedia-Seite zu den Isotopen von Tellur markiert Tellur 128 als die längste bekannte Halbwertszeit$2.2\times 10^{24}\:\rm y$, allerdings ohne eindeutige Literaturzuordnung, woher diese Zahl kommt und wie sie gewonnen wurde. Ich bin kein Experte dafür, wie Sie diese Literatur sichten, also war das Beste, was ich finden konnte (was immer noch ziemlich gut ist), das Papier

Präzise Bestimmung von relativen und absoluten ββ-Zerfallsraten von${}^{128}\rm Te$Und${}^{130}\rm Te$. T. Bernatowicz et al. Phys. Rev. C 47 , 806 (1993)

welche Stifte die${}^{128}\rm Te$Halbwertszeit bei$7.7\times 10^{24}\:\rm y$. Dies geschieht durch geophysikalische Beweise, durch präzise Massenspektroskopie zur Bestimmung der relativen Häufigkeit der verschiedenen Tellur-Isotope und ihrer gasförmigen Zerfallsprodukte, zusammen mit der Radionuklid-Datierung der Mineralien, die diese Isotope enthalten (unter Verwendung anderer Elemente mit besser etablierten, kürzere Halbwertszeiten), was dann eine Messung ihrer relativen Halbwertszeit der verschiedenen Isotope ermöglicht; man misst dann die kürzeren Halbwertszeiten und schließt auf die längeren.

Auf der Suche nach Protonenzerfällen liegt die Grenze für die Protonenhalbwertszeit nun experimentell in der Größenordnung von$10^{34}$Jahre. Das bedeutet, dass solche langen Halbwertszeiten tatsächlich messbar sind, wenn man sich die Mühe machen will.