Un depósito de argón casi puro que no ha sido perturbado desde la formación de la Tierra está a punto de ayudar a los físicos a entender más sobre el universo.

El Proyecto Urania, dirigido por Andrew Renshaw, profesor asociado de física en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la Universidad de Houston, supervisará la instalación y puesta en marcha de una estructura a escala industrial en el suroeste de Colorado. Al mismo tiempo, en Cerdeña, Italia, los investigadores diseñarán y construirán una planta de procesamiento especializada que se enviará a Colorado.

Dentro de la instalación combinada, la planta de procesamiento construida en Italia y la estructura exterior construida en el sitio por el Proyecto Urania (llamado así por la musa griega de la astronomía), el argón se extraerá, purificará y enviará al Laboratorio Nazionale Gran Sasso (LNGS) en Italia. Allí, se usará en la búsqueda de respuestas a algunos de los mayores acertijos que presenta el universo.

Pero antes de que el equipo pueda mirar hacia afuera entre las estrellas, primero deben llegar a las profundidades de la Tierra.

Para ser precisos:deben ocuparse de la extracción y el procesamiento del gas argón que se encuentra en un sitio de perforación de gas natural en el suroeste de Colorado operado por Kinder Morgan, una empresa de perforación y oleoductos con sede en Houston.

"Nuestra instalación existirá como una función paralela a la instalación Doe Canyon de Kinder Morgan, que ya está extrayendo CO₂ (dióxido de carbono) del manto de la Tierra como parte de su extracción de gas natural", dijo Renshaw.

"Contenido dentro de este CO₂ La corriente que proviene de esos pozos subterráneos profundos de Kinder Morgan es una pequeña cantidad de argón de baja radioactividad, que se convierte en un subproducto en su producción de gas natural, pero es una herramienta que podemos utilizar. Esto es interesante porque el argón de baja radiactividad puede ser un activo importante para nuestra investigación, ya que es un elemento muy bueno para usar dentro de un detector de partículas de fondo bajo".

En última instancia, el argón se separa del dióxido de carbono en el sitio de Kinder Morgan, luego se envía en cilindros de alta presión especialmente diseñados para este proyecto, a Cerdeña, donde se procesará más y finalmente se enviará a LNGS para su inserción en el detector subterráneo, llamado DarkSide-20k.

"Una vez que el argón se licua, se puede usar en el sitio de investigación de LNGS para detectar partículas según cómo interactúan con el argón líquido", dijo Renshaw. A través de esos estudios, el equipo espera reunir pruebas de la materia oscura del universo y obtener la capacidad de detectar neutrinos de fuentes astrofísicas.

El argón (abreviado Ar), incoloro, inodoro e insípido, se encuentra en el extremo derecho de la tabla periódica con los otros cinco "gases nobles" (lo que significa que son inertes o casi no reactivos químicamente). Siendo uno de los elementos más comunes de la Tierra, el argón se encuentra en casi todas partes. Los científicos pueden recolectarlo fácilmente de la atmósfera.

Entonces, ¿por qué este argón específico en Colorado es tan importante para el proyecto Urania y el experimento DarkSide‑20k en Italia?

"Porque es casi 100% argón-40, habiendo estado protegido en las profundidades subterráneas desde la formación de la Tierra", explicó Renshaw.

"Durante el mismo lapso de tiempo, el argón de la atmósfera ha sido constantemente bombardeado por rayos cósmicos, cargándolo con argón-39, que luego se desintegra a través de la emisión beta y puede nublar las señales del detector de partículas DarkSide-20k. Esto significa que el argón extraído de Las profundidades subterráneas de Colorado permitirán que DarkSide‑20k se llene con casi un 100 % de argón 40 puro, lo que reducirá en gran medida la tasa de fondo general del detector y permitirá realizar muchos estudios de sensibilidad".

Lo que los investigadores esperan revelar con el detector de partículas DarkSide-20k (que se espera que esté en funcionamiento durante una década, a partir de 2025), son signos de materia oscura en el universo:qué es, cómo se comporta y por qué existe. En otras palabras, esperan traer luz a uno de los misterios más oscuros del cosmos. + Explora más

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