L’argon pratiquement pur
Des chercheurs de l’Université de Houston créent une installation pour extraire de l’argon exceptionnellement pur du site du Colorado
L’argon pratiquement pur peut murmurer des secrets sur la matière noire de l’univers. Un dépôt d’argon uniquement pour qui n’a pas été touché depuis la formation de la Terre aide les physiciens à en savoir plus sur l’univers.
Le projet Urania, dirigé par Andrew Renshaw, professeur agrégé de physique à l’Université de Houston au Collège des sciences naturelles et des mathématiques, supervisera l’installation et la mise en service d’une structure à l’échelle industrielle dans le sud- ouest du Colorado grâce à une subvention de 2,9 millions de dollars de la National Science Foundation. Parallèlement, en Sardaigne, en Italie, des chercheurs vont certainement déterminer et construire une usine de traitement spécialisée qui sera certainement soumise au Colorado avec l’aide de l’agence de financement italienne Istituto Nazionale Fisica Nucleare (INFN).
À l’intérieur de l’installation combinée – l’usine de traitement construit en Italie et la structure extérieure construite sur place par le projet Urania (appelé pour la muse grecque de l’astronomie). L’argon sera extrait, expédié et expédié au Laboratorio Nazionale Gran Sasso (LNGS) en Italie. Là, il sera utilisé dans la recherche de réponses à certains des énigmes les plus difficiles de l’univers.
Un gaz noble
L’argon est un gaz rare et un élément chimique avec le numéro atomique 18, appartenant au groupe 18 du tableau périodique avec le symbole Ar.
L’argon représente environ 0,00015 % de la croûte terrestre, ce qui en fait le gaz rare le plus abondant de la croûte terrestre. C’est également le troisième gaz le plus abondant dans l’atmosphère terrestre, représentant 0,934 % du total (9340 ppmv).
Néanmoins, avant que le groupe puisse regarder vers l’extérieur parmi les étoiles, ils doivent d’abord atteindre les profondeurs de la Terre.
Extraction et traitement
Pour être précis : ils doivent assister à l’extraction et au traitement du gaz argon situé sur un site de forage de gaz naturel du sud-ouest du Colorado géré par Kinder Morgan, une société de forage et de pipeline basée à Houston.
« Notre installation existera en tant qu’opération parallèle à l’installation Doe Canyon de Kinder Morgan, qui extrait actuellement du CO2 (dioxyde de carbone) du manteau terrestre dans le cadre de son extraction de gaz naturel », a déclaré Renshaw. “Contenu dans ce flux de CO2 provenant de ces puits souterrains profonds de Kinder Morgan se trouve un pourcentage d’argon à faible radioactivité, qui se transforme en sous-produit dans leur production de gaz naturel, mais est un outil que nous pouvons utiliser. C’est fascinant parce que l’argon à faible radioactivité peut être un atout important pour nos recherches, car c’est un élément extrêmement bon à utiliser dans un détecteur de particules à faible bruit de fond.
Inévitablement, l’argon est séparé du CO2 sur le site de Kinder Morgan, puis expédié dans des bouteilles haute pression spécialement conçu pour ce projet vers la Sardaigne, où il sera sans aucun doute traité plus avant puis expédié au LNGS pour être inséré dans le détecteur souterrain appelé DarkSide- 20 k.
« Une fois l’argon liquéfié, il peut être utilisé sur le site de recherche du LNGS pour détecter les particules en fonction de leur interaction avec l’argon liquide », a déclaré Renshaw. Grâce à ces études, l’équipe souhaite rassembler des preuves de la matière noire de l’univers et acquérir la capacité d’identifier les neutrinos à partir de sources astrophysiques.
L’argon (en abrégé Ar). Incolore, inodore, insipide – est répertorié à l’extrême droite du tableau périodique avec les cinq autres « gaz nobles » (ce qui implique qu’ils sont inertes ou éventuellement non réactifs). Étant l’un des éléments les plus courants de la Terre, l’argon est visible presque partout. Les chercheurs peuvent le fournir sans effort dans l’atmosphère.
Pourquoi cet argon spécifique au Colorado est-il si important pour le projet Urania et l’expérience DarkSide-20 k en Italie ?
« Parce que c’est bientôt 100% argon-40, ayant été protégé profondément sous terre depuis la formation de la terre », a expliqué Renshaw. “Lors de la même période, l’argon de l’atmosphère a été continuellement bombardé par des rayons cosmiques, l’emballant avec de l’argon-39, qui se désintègre ensuite via l’émission bêta et peut obscurcir les signaux du détecteur de particules DarkSide-20 k. Cela indique que l’argon extrait du sous-sol profond du Colorado permettra à DarkSide-20 k d’être rempli avec près de 100 % d’argon-40 pur, minimisant ainsi le taux de fond global du détecteur et permettant la réalisation de plusieurs études de sensibilité.
Ce que les chercheurs espèrent exposer avec le détecteur de particules DarkSide-20 k (qui devrait fonctionner pendant une décennie, à partir de 2025) sont des signes de matière noire dans l’univers – ce qu’elle est, comment elle agit et pourquoi elle existe. En d’autres termes, ils voudraient apporter la lumière parmi les mystères les plus sombres du cosmos.
Lisez l’article original sur Scitech Daily.
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