Özel kaynaklı argon, yakında evrenin karanlık maddesi hakkındaki sırları açığa çıkarmaya yardımcı olabilir.
Houston Üniversitesi Araştırmacıları Colorado Bölgesinden Olağanüstü Saf Argon Madenciliği için Tesis Oluşturacak
Dünya’nın oluşumundan bu yana bozulmadan bırakılan neredeyse saf argon birikintisi, fizikçilerin evren hakkında daha fazla şey öğrenmesine yardımcı olmak üzere.
Houston Üniversitesi Doğa Bilimleri ve Matematik Koleji’nde fizik doçenti Andrew Renshaw tarafından yönetilen Urania Projesi, 2.9 milyon dolarlık Ulusal Bilim Vakfı hibesiyle Colorado’nun güneybatısında endüstriyel ölçekli bir yapının kurulumunu ve devreye alınmasını denetleyecek. Eş zamanlı olarak, İtalya’nın Sardinya kentinde araştırmacılar, İtalyan fon kuruluşu Istituto Nazionale Fisica Nucleare’nin (INFN) yardımıyla Colorado’ya gönderilecek özel bir işleme tesisi tasarlayacak ve inşa edecekler.
Colorado’nun güneybatısındaki Urania Projesi tesisi, mevcut bir doğal gaz sondaj sahasının yanında yer alacaktır. Tesis, bu proje için özel olarak tasarlanmış ve İtalya’nın Sardinya kentinde inşa edilen ve ardından Colorado lokasyonuna sevk edilen bir işleme tesisine ev sahipliği yapacak. Kredi: Houston Üniversitesi
Birleşik tesisin içinde – İtalya’da inşa edilen işleme tesisi ve Urania Projesi tarafından yerinde inşa edilen dış yapı (Yunan astronomi ilham perisi olarak adlandırılmıştır) – argon çıkarılacak, saflaştırılacak ve ABD’deki Laboratorio Nazionale Gran Sasso’ya (LNGS) sevk edilecektir. İtalya. Orada, evrenin en zor bulmacalarından bazılarına cevap aramak için kullanılacak.
Argon atom numarası 18 ve sembolü Ar olan kimyasal bir elementtir. Periyodik tablonun 18. grubuna aittir ve soy gazdır. Argon, Dünya atmosferinde en bol bulunan üçüncü gazdır ve toplamın yüzde 0,934’ünü (9340 ppmv) oluşturur. Argon, yerkabuğunda en bol bulunan soy gazdır ve kabuğun yaklaşık yüzde 0.00015’ini oluşturur.
Ancak, ekip yıldızların arasından dışarıya bakabilmeleri için önce dünyanın derinliklerine ulaşmaları gerekir.
Kesin olmak gerekirse: Houston merkezli bir sondaj ve boru hattı şirketi olan Kinder Morgan tarafından işletilen güneybatı Colorado doğal gaz sondaj sahasında keşfedilen argon gazının çıkarılması ve işlenmesiyle ilgilenmeleri gerekiyor.
Renshaw, “Tesisimiz, halihazırda doğal gaz madenciliğinin bir parçası olarak Dünya’nın mantosundan CO2 (karbondioksit) çeken Kinder Morgan’ın Doe Canyon tesisinin bir yan işlevi olarak var olacak” dedi. “Bu derin yeraltı Kinder Morgan kuyularından gelen bu CO2 akışında, doğal gaz üretiminde bir yan ürün haline gelen, ancak kullanabileceğimiz bir araç olan az miktarda düşük radyoaktiviteli argon bulunur. Bu ilginç çünkü düşük radyoaktiviteli argon, düşük fonlu bir parçacık dedektörü içinde kullanmak için çok güzel bir unsur olduğu için araştırmamız için önemli bir varlık olabilir.”
En sonunda, argon Kinder Morgan’ın sahasındaki karbondioksitten ayrıştırılır, daha sonra bu proje için özel olarak tasarlanmış yüksek basınçlı silindirlerde Sardunya’ya gönderilir, burada daha fazla işlenir ve son olarak LNGS’ye nakledilerek yeraltı dedektörüne sokulur. DarkSide-20k.
Houston Üniversitesi fizik doçenti Andrew Renshaw, Urania Projesi’nin güneybatı Colorado’daki endüstriyel ölçekli yapısının kurulumunu ve devreye alınmasını denetleyecek. Özel amacı, İtalya’da bulunan DarkSide 20k parçacık dedektörü tarafından kullanılacak neredeyse saf argonu çıkarmak ve işlemek olacaktır. Kredi: Houston Üniversitesi
Renshaw, “Argon sıvılaştırıldıktan sonra, partikülleri sıvı argonla nasıl etkileşime girdiklerine göre tespit etmek için LNGS araştırma sahasında kullanılabilir.” Dedi. Bu çalışmalar sayesinde ekip, evrenin karanlık maddesine dair kanıtları bir araya getirmeyi ve astrofiziksel kaynaklardan nötrinoları tespit etme yeteneği kazanmayı umuyor.
Argon (kısaltılmış Ar) – renksiz, kokusuz, tatsız – periyodik tablonun en sağ tarafında diğer beş “soy gaz” ile birlikte listelenir (inert olduklarını veya neredeyse kimyasal olarak reaktif olmadıklarını gösterir). Dünyanın en yaygın elementlerinden biri olan argon hemen hemen her yerde bulunur. Bilim adamları onu atmosferden kolayca toplayabilirler.
Peki Colorado’daki bu özel argon, Urania projesi ve İtalya’daki DarkSide-20k deneyi için neden bu kadar önemli?
Renshaw, “Çünkü neredeyse %100 argon-40, dünyanın oluşumundan bu yana derinlerde korunuyor,” dedi. “Aynı zaman diliminde, atmosferin argonu sürekli olarak kozmik ışınlar tarafından bombardımana tutuldu ve onu argon-39 ile doldurdu, bu da daha sonra beta emisyonu yoluyla bozunuyor ve DarkSide-20k parçacık dedektörünün sinyallerini bulandırabiliyor. Bu, Colorado’daki derin yeraltından çıkarılan argonun, DarkSide-20k’nin neredeyse %100 saf argon-40 ile doldurulmasına izin vererek, dedektörün genel arka plan oranını büyük ölçüde azaltacağı ve birçok hassasiyet çalışmasının yapılmasına izin vereceği anlamına gelir.”
Araştırmacıların DarkSide-20k parçacık dedektörü (2025’ten başlayarak on yıl boyunca faaliyette olması bekleniyor) ile ortaya çıkarmayı umdukları şey, evrendeki karanlık maddenin işaretleri – ne olduğu, nasıl davrandığı ve neden var olduğu. Başka bir deyişle, kozmosun en karanlık gizemlerinden birine ışık tutmayı umuyorlar.