2017年、ユニヴァーシティ-カレッジ-ロンドンの物理学者Chamkaur Ghagは、スペインの同僚から魅力的な申し出を受けた電子メールを受け取った。 その前年、プリンストン大学の名誉教授フランク・カラプライスは、400年か500年前にニュージャージー沖で沈没した古いスペイン船について、鉛の貨物を運んでいたことを知っていた。 Calapriceはこの鉛のいくつかのサンプルを取得し、ピレネー山脈の中に埋葬された研究室がその放射能をテストしたスペインにそれを送りました。 それは低かった：Canfranc地下研究所の当時の所長であるAldo Ianniが望んでいたものだけでした。 沈没した鉛は、キログラム当たり20ユーロを支払うことをいとわない物理学の研究室に提供されていたので、かなり高い価格です。
鉛は世界中で採掘され、精製されていますが、難破船に座っている何世紀も前の鉛はまれな品質を持っています。 アメリカ合衆国が生まれた前から深く水中に座っていたので、その自然の放射能は、もはや粒子を吐き出していない点まで減衰しています。 素粒子物理学者にとって、それは非常に価値があります。
「それは金の塵のようなものです」とGhagは言います。
プルトニウムを忘れる：セラミックスやガラスから金属やバナナまで、日常の物体の多くは、様々な程度に放射性である。 彼らの崩壊からの粒子が粒子物理学実験の検出器に当たった場合、彼らは科学者に偽陽性を与え、科学的発見への道に穴を掘ることができます。 あらゆる種類の金属から作られた実験自体でさえ、軽く放射性成分を持っています。
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わずか数インチの鉛は、あらゆる種類の不正な放射線から検出器を遮蔽することができ、卑劣で不要な粒子をブ そのような鉛の最良の供給源は、ちょうどそのように沈没した船であり、そのうちのいくつかは二千年もの間沿岸水域の近くで死体であった。
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粒子物理学の実験は、銀河の中や銀河の間で接着剤のように働くまだ目に見えない物質であるダークマターを含む、宇宙の最も基本的な構 この古代の鉛は、その後、人類が宇宙の秘密のロックを解除するのを助けている—しかし、それを得ることは、多くの場合、実用的かつ倫理的な不確実性を
難破した鉛は、本質的な放射能のレベルが非常に低い低背景材料として知られているアイテムのクラスに属します。 低背景材料を構成するものについて合意された基準はありませんが、実験の背景放射に対する感度に基づいて、必要なレベルは明らかです、とSwinburne University of Technologyの天体物理学者であるAlan Duffy氏は言います。 “あなたがガイガーカウンターを構築している場合は、ガイガーカウンターが自分自身でピックアップしないようにする必要があります”と彼は言います。
鋼を取る: Fermilabの歴史家でありアーキビストであるValerie Higginsは、イリノイ州の粒子物理学と加速器研究所であるFermilabが過去数十年間に大量の実験を使用して独自の実験を その鋼は頻繁に廃止された軍艦から来ており、その多くはアストリア、ロアノーク、ワスプ、フィリピン海、ボルチモアなど、第二次世界大戦や朝鮮戦争の頃に存在していたか、または従軍していた。
これらの衝突のタイミングが重要です。 午前5時29分 1945年7月16日、ニューメキシコ州のヨルナダ・デル・ムエルト砂漠で史上初の核爆発が起こった。 原子時代が始まり、その後の各核火球で、より多くの放射性降下物が世界中に振りかけられました。
冷戦中、鉄鋼が作られたときに放射性大気汚染が容易に高炉に吸い込まれたとDuffy氏は述べています。 これは最終生成物に放射線を注入し、多くの物理学実験には不適当であった。
実験禁止条約は、今日の世界は人工的に放射性が低いことを意味しますが、粒子が鋼に侵入するのに十分な放射性です。 低バックグラウンド鋼は、多くの場合、かなりのコストで、密封された環境で作ることができますが、それ以外の場合は、最高のソースは、トリニティテストがニューメキシコ州の地球にガラス状の傷跡を作成する前に構築された軍艦を廃止されます。 それは最小限の放射性であるだけでなく、それは非常に安いです。
しかし、鋼はあらゆる種類の粒子物理学実験に適していますが、鉛は暗黒物質の探索において最高の地位を占めています。
暗黒物質は宇宙のすべてのものの83％を占めています。 それは明らかに勉強する価値がありますが、科学者は現在それを検出することはできません。 この不便なとらえどころのない物質の追求では、彼らは直接それを検出するか、その存在を実証するために他の粒子の存在を使用しようとする実験 これらの実験の多くは、カナダのオンタリオ州で計画されているSuperCDMS SNOLABから、PyreneesのCanfranc地下実験室内の最新の検出器ファミリーまで、地下深くに建設されています-表面放射が通過して検出器に干渉することはできません。
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敏感な魂であるため、それらの検出器は依然として周囲と環境から遮蔽する必要があります。 各暗黒物質実験は、背景放射に対して異なる耐性を有する。 それを決定するために、「あなたは本質的に仮想検出器を構築する」と、どの遮蔽材料が最善であるかを見るために、Duffy氏は言います。
中性子のような粒子が誤って検出器に当たるのを止めるには、水タンクやプラスチックで十分な場合があるとGhag氏は説明する。 しかし、いくつかの実験的な設定のためのガンマ線を遮断するには、銅または鉛が必要な場合があります。
沈没した、古代の鉛は、その不安定な鉛-210同位体が何世紀にもわたって安定した鉛-206に大きく減衰していたという理由だけでなく、理想的です; 海はまた、材料の放射能をキックスタートすることができ、宇宙線からそれを遮蔽しています。 いくつかのダークマター実験の構成要素を設計するのを助けたCalapriceは、これらの理由のためにニュージャージーの海岸からスペイン人のリードを離れた後でした。
その特定の負荷はまだ収穫されていませんが、そのような発見の周りで買い物をするのは日常的です。 しGhagは、”一部の地下研究室といえば、こんにちはがる機会を購入荷の古代なのか？”水没した材料を回収することができ、様々な当事者から十分な関心がある場合、それは競売にかけられます。
ヨーロッパとその周辺の海域では、古代ローマ時代の沈没船から低バックグラウンドの鉛がしばしば発見されています。 もともとは硬貨、建設資材、戦争兵器に鍛造されていましたが、現在は浚渫され、素粒子物理学者に売却されています。
一部の考古学者は、科学の名の下に考古学的な宝庫を犠牲にする価値があるかどうかを公然と疑問に思っています。 例えば、2010年から、イタリアの低温地下観測所は、反物質ではなく物質が宇宙を支配する理由の長年の謎を解決するために、その実験に使用する何百もの鉛のインゴットを得ました。 これらのインゴットは、約2,000年前に沈んだサルデーニャ沖のローマの船から来ており、かなりの考古学的価値を持っています。 それらのそれぞれには、製造の歴史を明らかにする切手が刻まれていました。 船から抽出された1,000個のインゴットのほとんどはそのまま残され、カリアリの国立考古学博物館で研究できるようになったが、そのうち270個は溶融して物理実験に使用された。
2013年、当時バーミンガム大学の考古学大学院生であったElena Perez-Alvaroがこのジレンマを取り上げた。 それは、低背景材料が豊富なすべての由緒ある水中難破船に適用され、その多くは人類の歴史のタイムカプセルです。 2001年の水中文化遺産の保護に関する条約は、これらの船舶の骨格遺跡がきれいに拾われるのを防ぐことを目的としています。 しかし、ペレス-アルバロが指摘したように、条約は盲点を持っています：それは商業的な回復から文化遺産の沈没したサイトの保護を要求しているが、それは彼らが科学的な使用のために救済することができるかどうかについては何も言いません。
2015年、Hitachi Cambridge LaboratoryのFernando Gonzalez-Zalbaと共著した論文の中で、Perez-Alvaroは、科学者がダークマター実験に必要な鉛の品質を商業的な技術で生成することはできないと結論づけた。 したがって、古代の鉛を回収することは、研究者の見解では価値がありますが、物理学者が実際にプラスチックや鋼の代わりに鉛を必要とするかどうかを確認するために、ケースバイケースで要求を慎重に分析する必要があります。
“我々はルールを持っている必要があります; 私たちは境界を持たなければなりません”とLicit Cultural HeritageのマネージングディレクターであるPerez-Alvaroは強調しました。 “それはちょうど人々が掘ることができるスクラップではありません。”これまでのところ、しかし、そのような規制を課すことができる機関のどれもがタスクを取り上げていない、ゴンザレス-ザルバ氏は述べています。
古代の鉛やその他の低背景材料の取得と使用のための勧告的枠組みが出現したとしても、必ずしもその抽出を規制するわけではありません。
近年、第二次世界大戦の軍艦がマレーシア、インドネシア、シンガポールの海岸から姿を消し、サルベージダイバーによって違法に引き裂かれている。 これらの船の多くは戦争の墓であり、何百もの死体が含まれていました。 これらのダイバーの中には、低背景鋼を探していたかもしれない可能性があります。 バイヤーは非倫理的に供給された低背景材料を使用したいと思わないかもしれないがそれを受け取るまでに、起源を確認する方法がないかもしれない。
襲撃された戦争墓地のように道徳的に嫌なところはどこにもありませんが、文化的に重要な古代の難破船からの鉛の起源は同様に難読化される “私はしばしば、私たちはそれをチェックするのに十分な気にしないと思います”とGhag氏は言います。 “それはそれが何であるかです。 私たちはコストをより心配しています。”
ゴンザレス-ザルバは、ローマ人が毎年約88,000トンの鉛を生産しており、多くの実験ではこれのほんの一部しか必要としていないと説明しています。 科学者たちは、低背景材料の抽出を取り巻く倫理的ジレンマをますます認識し、敏感になっていると彼は言います。
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素粒子物理学者は、文化遺産とその材料の起源を心の前に保つべきだとDuffy氏は言う。 しかし、彼は、低背景材料は貴重な資源として”確かに扱われ”、考慮せずに使用されていないことを強調しています。
ゴンザレス-ザルバ容疑者の本当の危険は、活況を呈しているマイクロエレクトロニクス業界から来ています。 すべてのコンピュータやスマートフォンに見られるマイクロチップは、低バックグラウンドの鉛部品を必要とする傾向があります。 業界では新たに生産された鉛を使用することができますが、製造業者はしばしば古代の鉛を選んだのは、それが一桁安いからだと彼は言います。 “これは商用アプリケーションなので、私が最も心配するアプリケーションです”とGonzalez-Zalba氏は言います。 “それは人類の利益のためのアプリケーションではありません。”
しかし、慎重に検討すると、素粒子物理学者は倫理的-実用的なバランスをとることができます。 神秘的なダークマターを追いかけることは、私たちがそれを見つける瞬間まで、シーシュポスの仕事のように感じるかもしれません。 しかし、私たちがそうするならば、そのような発見は私たちの未来に革命をもたらすでしょう—そして、その追求の中で過去の部分を犠牲にすることは価値がなかったと主張する多くの人々を想像するのは難しいです。
