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同時(shí)，在意大利撒丁島，研究人員將設(shè)計(jì)和建造一個(gè)專門的加工廠，在意大利資助機(jī)構(gòu)Istituto Nazionale Fisica Nucleare（INFN）的協(xié)助下，設(shè)施將被送往科羅拉多州。

在這個(gè)綜合設(shè)施內(nèi)--在意大利建造的加工廠和由Urania項(xiàng)目（以希臘天文學(xué)繆斯命名）在現(xiàn)場(chǎng)建造的外部結(jié)構(gòu)--氬氣將被提取、凈化，并運(yùn)往意大利的Laboratorio Nazionale Gran Sasso（LNGS）。在那里，它將被用于尋找宇宙中一些最困難的謎題的答案。

氬是一種化學(xué)元素，原子序數(shù)18，符號(hào)為Ar。它是一種惰性氣體。氬是地球大氣中含量第三高的氣體，占總量的0.934%（9340 ppmv）。氬是地殼中最豐富的惰性氣體，約占地殼的0.00015%。

然而，在研究小組能夠在恒星中向外看之前，他們首先必須到達(dá)地球內(nèi)部深處。準(zhǔn)確地說。他們必須看到在科羅拉多州西南部的一個(gè)天然氣鉆探點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的氬氣的提取和處理，該鉆探點(diǎn)由位于休斯頓的鉆探和管道公司Kinder Morgan運(yùn)營。

Renshaw說：“我們的設(shè)施將作為Kinder Morgan公司Doe Canyon設(shè)施的附屬功能而存在，該設(shè)施已經(jīng)從地幔中提取二氧化碳作為其天然氣開采的一部分。來自Kinder Morgan公司地下深處的這些二氧化碳流中含有少量低放射性的氬氣，這成為他們生產(chǎn)天然氣的副產(chǎn)品，但也是我們可以利用的一種工具。這很有趣，因?yàn)榈头派湫缘臍鍤饪梢猿蔀槲覀冄芯康闹饕Y產(chǎn)，因?yàn)樗且环N非常好的元素，可以在低背景粒子探測(cè)器內(nèi)使用。”

最終，在Kinder Morgan公司的現(xiàn)場(chǎng)，氬氣從二氧化碳中分離出來，然后用專門為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的高壓氣瓶運(yùn)到撒丁島，在那里進(jìn)一步處理，最后運(yùn)到LNGS，插入地下探測(cè)器，稱為DarkSide-20k。

“一旦氬氣被液化，它就可以在LNGS研究基地根據(jù)粒子與液態(tài)氬氣的互動(dòng)方式來檢測(cè)粒子，”Renshaw說。通過這些研究，該團(tuán)隊(duì)希望能拼湊出宇宙暗物質(zhì)的證據(jù)，并獲得探測(cè)天體物理來源的中微子的能力。

作為地球上最常見的元素之一，氬氣幾乎隨處可見。科學(xué)家們可以很容易地從大氣中獲取它。那么，為什么科羅拉多州的這種特定的氬氣對(duì)Urania項(xiàng)目和意大利的DarkSide-20k實(shí)驗(yàn)如此重要？

“因?yàn)樗鼛缀跏?00%的氬-40，自地球形成以來一直被保護(hù)在地下深處，”Renshaw解釋說。“在相同的時(shí)間跨度內(nèi)，大氣層中的氬一直被宇宙射線不斷轟擊，使其加載氬-39，然后通過β發(fā)射衰變，并可能使DarkSide-20k粒子探測(cè)器的信號(hào)變得模糊。這意味著從科羅拉多州地下深處提取的氬氣將使DarkSide-20k充滿幾乎100%的純氬-40，大大降低探測(cè)器的整體背景率，并允許進(jìn)行許多敏感性研究。”

研究人員希望通過DarkSide-20k粒子探測(cè)器（預(yù)計(jì)從2025年開始運(yùn)行十年）揭示的是宇宙中暗物質(zhì)的跡象--它是什么，它如何表現(xiàn)以及它為什么存在。換句話說，他們希望能夠?yàn)橛钪嬷凶詈诎档闹i團(tuán)之一帶來光明。

關(guān)鍵詞：科羅拉多州粒子探測(cè)器二氧化碳