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I segreti della materia oscura custoditi nell’argon della formazione terrestre


L’Urania Project, guidato da Andrew Renshaw, professore associato di fisica presso il College of Natural Sciences and Mathematics dell’Università di Houston, supervisionerà l’installazione e la messa in servizio di una struttura su scala industriale nel sud-ovest del Colorado, con una sovvenzione di 2,9 milioni di dollari della National Science Foundation. Contemporaneamente, in Sardegna, i ricercatori progetteranno e costruiranno un impianto di lavorazione specializzato che sarà inviato in Colorado con l’assistenza dell’Agenzia di finanziamento italiana dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

All’interno dell’impianto combinato, l’impianto di lavorazione costruito in Italia e la struttura esterna costruita in loco dal Progetto Urania (dal nome della musa greca dell’astronomia), l’argon sarà estratto, purificato e spedito al Laboratorio Nazionale del Gran Sasso (LNGS) in Italia dove sarà impiegato nella ricerca di risposte advert alcuni dei quesiti più difficili sull’universo.

Il gasoline argon è stato scoperto in un sito di perforazione di gasoline naturale del Colorado sud-occidentale gestito da Kinder Morgan, una società di perforazione e gasdotti con sede a Houston.

La nostra struttura affiancherà quella già esistente di Kinder Morgan, Doe Canyon, che estrae CO2 (anidride carbonica) dal mantello terrestre. “All’interno di questo flusso di CO2 proveniente da quei profondi pozzi sotterranei di Kinder Morgan c’è una piccola quantità di argon a bassa radioattività, che diventa un sottoprodotto nella loro produzione di gas naturale” ma che può essere molto utile per gli scienziati, ha spiegato Renshaw.

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In definitiva, l’argon viene separato dall’anidride carbonica nel sito di Kinder Morgan, quindi spedito in bombole advert alta pressione appositamente progettate per questo progetto di ricerca, in Sardegna, dove verrà ulteriormente lavorato e infine spedito a LNGS per l’inserimento nel rilevatore sotterraneo, chiamato DarkSide-20k.

“Una volta che l’argon è liquefatto, può essere utilizzato nel sito di ricerca LNGS per rilevare le particelle in base a come interagiscono con l’argon liquido”, ha spiegato Renshaw. Attraverso questi studi, il workforce spera di trovare la materia oscura dell’universo, di provarne l’esistenza e riuscire a rilevare neutrini da fonti astrofisiche.

L’argon (Ar), incolore, inodore, insapore, è posizionato all’estrema destra della tavola periodica con gli altri cinque “gas nobili” (cioè inerti, o quasi chimicamente non reattivi). Essendo uno degli elementi più comuni della terra, l’argon si trova quasi ovunque. Gli scienziati possono raccoglierlo facilmente dall’atmosfera.

Ma l’argon trovato in Colorado è così importante “perché è quasi al 100% argon-40, essendo stato protetto in profondità nel sottosuolo sin dalla formazione della Terra”, ha spiegato Renshaw. “Durante lo stesso arco di tempo, l’argon nell’atmosfera è stato costantemente bombardato dai raggi cosmici”, la qual cosa lo fa decadere e lo rende, in definitiva, meno adatto a rivelare le particelle nel DarkSide-20k.

Ciò che i ricercatori sperano di trovare con il rivelatore di particelle DarkSide-20k (che dovrebbe essere in funzione per un decennio, a partire dal 2025), sono segni di materia oscura nell’universo e in particolare di cosa è composta, come si comporta e perché esiste. In altre parole, sperano di portare luce su uno dei misteri più oscuri del cosmo.



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