特殊來源的氬氣將有助于物理學家了解更多關于宇宙暗物質的信息

同時，在意大利撒丁島，研究人員將設計和建造一個專門的加工廠，在意大利資助機構Istituto Nazionale Fisica Nucleare（INFN）的協助下，設施將被送往科羅拉多州。

在這個綜合設施內--在意大利建造的加工廠和由Urania項目（以希臘天文學繆斯命名）在現場建造的外部結構--氬氣將被提取、凈化，并運往意大利的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。

氬是一種化學元素，原子序數18，符號為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，他們首先必須到達地球內部深處。準確地說。他們必須看到在科羅拉多州西南部的一個天然氣鉆探點發現的氬氣的提取和處理，該鉆探點由位于休斯頓的鉆探和管道公司Kinder Morgan運營。

Renshaw說：“我們的設施將作為Kinder Morgan公司Doe Canyon設施的附屬功能而存在，該設施已經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，這成為他們生產天然氣的副產品，但也是我們可以利用的一種工具。這很有趣，因為低放射性的氬氣可以成為我們研究的主要資產，因為它是一種非常好的元素，可以在低背景粒子探測器內使用。”

最終，在Kinder Morgan公司的現場，氬氣從二氧化碳中分離出來，然后用專門為這個項目設計的高壓氣瓶運到撒丁島，在那里進一步處理，最后運到LNGS，插入地下探測器，稱為DarkSide-20k。

“一旦氬氣被液化，它就可以在LNGS研究基地根據粒子與液態氬氣的互動方式來檢測粒子，”Renshaw說。通過這些研究，該團隊希望能拼湊出宇宙暗物質的證據，并獲得探測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Urania項目和意大利的DarkSide-20k實驗如此重要？

“因為它幾乎是100%的氬-40，自地球形成以來一直被保護在地下深處，”Renshaw解釋說。“在相同的時間跨度內，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發射衰變，并可能使DarkSide-20k粒子探測器的信號變得模糊。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，大大降低探測器的整體背景率，并允許進行許多敏感性研究。”

研究人員希望通過DarkSide-20k粒子探測器（預計從2025年開始運行十年）揭示的是宇宙中暗物質的跡象--它是什么，它如何表現以及它為什么存在。換句話說，他們希望能夠為宇宙中最黑暗的謎團之一帶來光明。