12.07.2024
UAP RECORDS / RESEARCH OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY (ORNL)
In 2022, The All-domain Anomaly Resolution Office (AARO) contracted with Oak Ridge National Laboratory (ORNL) to conduct materials testing on a magnesium (Mg) alloy specimen. This specimen has been publicly alleged to be a component recovered from a crashed extraterrestrial vehicle in 1947, and purportedly exhibits extraordinary properties, such as functioning as a terahertz waveguide to generate antigravity capabilities. In April 2024, ORNL produced a summary of findings documenting the laboratory’s methodology to assess this specimen’s elemental and structural characteristics.
Im Jahr 2022 beauftragte das All-domain Anomaly Resolution Office (AARO) das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) mit der Durchführung von Materialtests an einer Probe aus Magnesiumlegierung (Mg). Es wurde öffentlich behauptet, dass es sich bei dieser Probe um eine Komponente handelt, die 1947 aus einem abgestürzten außerirdischen Fahrzeug geborgen wurde, und dass sie außergewöhnliche Eigenschaften aufweist, wie etwa die Funktion als Terahertz-Wellenleiter zur Erzeugung von Antigravitationsfähigkeiten. Im April 2024 veröffentlichte das ORNL eine Zusammenfassung der Ergebnisse, die die Methodik des Labors zur Bewertung der elementaren und strukturellen Eigenschaften dieser Probe dokumentiert.
+++
Synopsis:
Analysis of a Metallic Specimen
Zusammenfassung:
Analyse einer Metallprobe
Introduction
The All-Domain Anomaly Resolution Office (AARO) sponsored a series of measurements on a layered material
specimen primarily composed of magnesium and zinc, with bands of bismuth and other co-located trace elements.
The material specimen, whose origin and purpose are of long and debated history, is claimed to be recovered
from an unidentified anomalous phenomenon (UAP) crash in or around 1947. Furthermore, the specimen’s
physiochemical properties are claimed to make the material capable of “inertial mass reduction” (i.e., levitation or
antigravity functionality), possibly attributable to the material’s bismuth and magnesium layers acting as a terahertz
waveguide.
Einleitung
Das All-Domain Anomaly Resolution Office (AARO) hat eine Reihe von Messungen an einer geschichteten Materialprobe gesponsert, die hauptsächlich aus Magnesium und Zink besteht, mit Bändern aus Wismut und anderen Spurenelementen, die sich dort befinden.
Die Materialprobe, deren Ursprung und Zweck eine lange und umstrittene Geschichte haben, soll bei einem Absturz aufgrund eines nicht identifizierten anomalen Phänomens (UAP) im Jahr 1947 oder um dieses herum geborgen worden sein. Darüber hinaus sollen die physikochemischen Eigenschaften der Probe das Material zu einer „Trägheitsmassenreduzierung“ (d. h. Levitation oder Antigravitationsfunktion) befähigen, was möglicherweise auf die Wismut- und Magnesiumschichten des Materials zurückzuführen ist, die als Terahertz-Wellenleiter fungieren.
Figure 1. View of the as-received bulk specimen. Sticker containing internal sample tracking information edited out
for public release.
Previously, US Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) established a Cooperative Research and Development Agreement (CRADA) with To the Stars Academy (TTSA) to evaluate the feasibility of exploiting any potential disruptive technology associated with this widely discussed specimen. AARO, founded in 2022, is congressionally mandated to explore historical records of UAP incidents and publicly report its findings. Although the long chain of custody for this specimen cannot be verified, public and media interest in the specimen warranted a transparent investigation that adhered to the scientific method.
Subsequent to the TTSA–DEVCOM CRADA, AARO Secured science and technology partner Oak Ridge National Laboratory (ORNL), one of 17 US Department of Energy national laboratories, to independently assess and perform thorough characterization studies on the specimen, leveraging ORNL’s 80-year history of world-leading materials science expertise.
ORNL, an expert in materials characterization, has the diverse staff expertise and co-located, powerful instrumentation suites to allow rigorous scientific inquiry beyond the capabilities of most individual laboratories. Therefore, it is a highly qualified institution to maintain scientific integrity in its unbiased analysis of this specimen and its properties.
AARO tasked ORNL with assessing whether (1) the specimen is of terrestrial origin and (2) the bismuth in the
specimen could act as a terahertz waveguide. DEVCOM Ground Vehicle System Center provided ORNL access
to the metallic specimen—a single parent sample and three previously derived subsamples, all from the same
material—beginning in February 2023.
ORNL materials science analyses evaluated the sample’s structure, chemical composition, and isotope ratios via
multiple methods, including microscopy, spectroscopy, and spectrometry. Results align with previous DEVCOM
analyses, indicating that the structure and composition of the bismuth layers do not meet the requirements
necessary to serve as a terahertz waveguide. Furthermore, all data strongly support that the material is terrestrial
in origin.
Zuvor hatte das US Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) eine Kooperationsvereinbarung über Forschung und Entwicklung (CRADA) mit der To the Stars Academy (TTSA) geschlossen, um die Durchführbarkeit der Nutzung potenziell disruptiver Technologien im Zusammenhang mit diesem viel diskutierten Exemplar zu prüfen. AARO wurde 2022 gegründet und ist vom Kongress beauftragt, historische Aufzeichnungen von UAP-Vorfällen zu untersuchen und seine Ergebnisse öffentlich zu veröffentlichen. Obwohl die lange Aufbewahrungskette für dieses Exemplar nicht verifiziert werden kann, rechtfertigte das öffentliche und mediale Interesse an dem Exemplar eine transparente Untersuchung, die der wissenschaftlichen Methode entsprach. Im Anschluss an die TTSA-DEVCOM-CRADA konnte AARO den Wissenschafts- und Technologiepartner Oak Ridge National Laboratory (ORNL), eines von 17 nationalen Laboratorien des US-Energieministeriums, mit der unabhängigen Bewertung und Durchführung gründlicher Charakterisierungsstudien des Exemplars beauftragen und dabei die 80-jährige Geschichte von ORNL als weltweit führendem Materialwissenschafts-Know-how nutzen. ORNL, ein Experte für Materialcharakterisierung, verfügt über die vielfältige Mitarbeiterkompetenz und die leistungsstarken Instrumentensuiten am gleichen Standort, um strenge wissenschaftliche Untersuchungen zu ermöglichen, die über die Kapazitäten der meisten Einzellabore hinausgehen. Daher ist es eine hochqualifizierte Institution, die bei ihrer unvoreingenommenen Analyse dieser Probe und ihrer Eigenschaften die wissenschaftliche Integrität wahrt.
AARO beauftragte ORNL mit der Beurteilung, ob (1) die Probe terrestrischen Ursprungs ist und (2) das Wismut in der Probe als Terahertz-Wellenleiter fungieren könnte. Das DEVCOM Ground Vehicle System Center gewährte ORNL ab Februar 2023 Zugang zu der metallischen Probe – einer einzelnen Ausgangsprobe und drei zuvor gewonnenen Unterproben, alle aus demselben Material.
Die materialwissenschaftlichen Analysen von ORNL bewerteten die Struktur, die chemische Zusammensetzung und die Isotopenverhältnisse der Probe mithilfe mehrerer Methoden, darunter Mikroskopie, Spektroskopie und Spektrometrie. Die Ergebnisse stimmen mit früheren DEVCOM-Analysen überein und zeigen, dass die Struktur und Zusammensetzung der Wismutschichten nicht die Voraussetzungen erfüllen, um als Terahertz-Wellenleiter zu dienen. Darüber hinaus stützen alle Daten nachdrücklich die Annahme, dass das Material terrestrischen Ursprungs ist.
Methods
All analyses and materials utilization were authorized and overseen by TTSA via the DEVCOM CRADA, and all
analyses were preapproved by AARO and DEVCOM before ORNL received the specimen.
Morphology and microstructural characteristics were investigated using the following techniques.
•
Optical microscopy: standard microscope analysis that allows imaging of microstructural features.
•
Computerized tomography, aka CT scan: X-ray imaging procedure that produces a 3D image of a sample
without damaging it, revealing interior structural features.
•
Scanning electron microscopy–energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM-EDS): technique that produces 2D
images at higher resolution to allow analysis of microstructure and elemental makeup.
•
(Scanning) transmission electron microscopy–energy dispersive x-ray spectroscopy ([S]TEM-EDS): a suite
of techniques that pass a high-energy (e.g., 200 kV) electron beam through a thin (<200 nm) foil of sample,
allowing analysis of crystal structure, grain and feature morphology, and defects, as well as elemental
makeup, all with nanometer to subnanometer resolution.
Analyses of bulk chemical, elemental, and isotopic composition used mass spectrometry techniques, a suite of
widely used analytical techniques that identify elements, their abundance within a sample (including very trace
quantities), and their isotopic composition.
Traceable quality control standards and method blanks were run throughout all analyses to monitor sample integrity
and instrument performance.
Methoden
Alle Analysen und Materialverwendungen wurden von TTSA über die DEVCOM CRADA genehmigt und überwacht, und alle
Analysen wurden von AARO und DEVCOM vorab genehmigt, bevor ORNL die Probe erhielt.
Morphologie und mikrostrukturelle Eigenschaften wurden mithilfe der folgenden Techniken untersucht.
•
Optische Mikroskopie: Standardmikroskopanalyse, die die Abbildung mikrostruktureller Merkmale ermöglicht.
•
Computertomographie, auch CT-Scan genannt: Röntgenbildgebungsverfahren, das ein 3D-Bild einer Probe erzeugt,
ohne diese zu beschädigen, und so innere Strukturmerkmale sichtbar macht.
•
Rasterelektronenmikroskopie – energiedispersive Röntgenspektroskopie (SEM-EDS): Technik, die 2D-Bilder
mit höherer Auflösung erzeugt, um die Analyse der Mikrostruktur und der Elementzusammensetzung zu ermöglichen.
•
(Raster-)Transmissionselektronenmikroskopie – energiedispersive Röntgenspektroskopie ([S]TEM-EDS): eine Reihe von Techniken, bei denen ein hochenergetischer (z. B. 200 kV) Elektronenstrahl durch eine dünne (<200 nm) Probenfolie geleitet wird, wodurch die Analyse der Kristallstruktur, der Korn- und Merkmalsmorphologie und von Defekten sowie der Elementzusammensetzung mit einer Auflösung von Nanometer bis Subnanometer möglich ist. Für die Analyse der chemischen, elementaren und isotopischen Zusammensetzung wurden Massenspektrometrietechniken verwendet, eine Reihe weit verbreiteter Analysetechniken, mit denen Elemente, ihre Häufigkeit in einer Probe (einschließlich sehr geringer Mengen) und ihre Isotopenzusammensetzung identifiziert werden. Während aller Analysen wurden rückverfolgbare Qualitätskontrollstandards und Methodenleerproben verwendet, um die Probenintegrität und die Leistung des Instruments zu überwachen.
Results
Morphology and Structure Data are consistent across multiple imaging approaches, showing that the material consists of distinct layers that merge and diverge at various points throughout the material.
Interfaces showed fractures and other features that ORNL determined are consistent with a material that was
originally whole but was strained by heat exposure and mechanical forces, possibly for extended periods. Figure
2 shows images of the specimen constructed using CT.
Ergebnisse
Morphologie und Struktur
Die Daten sind bei mehreren Bildgebungsverfahren konsistent und zeigen, dass das Material aus unterschiedlichen Schichten besteht, die an verschiedenen Stellen im Material zusammenlaufen und auseinanderlaufen.
Schnittstellen zeigten Brüche und andere Merkmale, die laut ORNL mit einem Material übereinstimmen, das ursprünglich ganz war, aber möglicherweise über längere Zeiträume durch Hitzeeinwirkung und mechanische Kräfte beansprucht wurde. Abbildung 2 zeigt Bilder der Probe, die mithilfe von CT erstellt wurden.
Figure 2. Images produced via CT showing multiple angles of the bulk specimen, showcasing features including the layer nature of the material (bottom left) and edge with probable heat damage (bottom right).
Abbildung 2. Per CT erstellte Bilder, die mehrere Winkel der Gesamtprobe zeigen und Merkmale wie die Schichtbeschaffenheit des Materials (unten links) und Kanten mit wahrscheinlichen Hitzeschäden (unten rechts) verdeutlichen.
Table 1. Trace element composition of the specimen (sans the bulk magnesium-zinc matrix), in decreasing order of abundance.
All are considered “trace,” at less than 0.1% abundance. Gray reflects results from inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES); Blue reflects results from high-resolution ICP-MS.
Tabelle 1. Spurenelementzusammensetzung der Probe (ohne die Magnesium-Zink-Massenmatrix), in absteigender Reihenfolge der Häufigkeit. Alle werden als „Spuren“ betrachtet, mit einer Häufigkeit von weniger als 0,1 %. Grau spiegelt Ergebnisse der optischen Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) wider; Blau spiegelt Ergebnisse der hochauflösenden ICP-MS wider.
Chemical Composition
Analysis using SEM-EDS determined that magnesium and zinc are the primary elements present in the specimen, comprising approximately 97.5% and 2% of the material, respectively. Minor elements detected (Table 1) were lead (Pb) and bismuth (Bi) (Figure 3), with lesser trace amounts of iron (Fe) and manganese (Mn). Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), the most sensitive analysis technique performed, additionally revealed the presence of small amounts of cadmium (Cd), thallium (Tl), gold (Au), molybdenum (Mo), tin (Sn), and barium (Ba). If a detected element abundance fell beneath the lower bound of the calibration curve or below the method detection limit, then the element is not displayed in Table 1 because that element was extremely unlikely to have been a purposeful addition to the manufacturing process.
Chemische Zusammensetzung
Die Analyse mittels SEM-EDS ergab, dass Magnesium und Zink die in der Probe hauptsächlich vorhandenen Elemente sind und jeweils etwa 97,5 % und 2 % des Materials ausmachen. Die nachgewiesenen Nebenelemente (Tabelle 1) waren Blei (Pb) und Wismut (Bi) (Abbildung 3) sowie geringere Spurenmengen von Eisen (Fe) und Mangan (Mn). Die induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS), die empfindlichste Analysetechnik, ergab zusätzlich das Vorhandensein kleiner Mengen von Cadmium (Cd), Thallium (Tl), Gold (Au), Molybdän (Mo), Zinn (Sn) und Barium (Ba). Wenn die Häufigkeit eines nachgewiesenen Elements unter die Untergrenze der Kalibrierungskurve oder unter die Nachweisgrenze der Methode fiel, wird das Element nicht in Tabelle 1 angezeigt, da es äußerst unwahrscheinlich ist, dass dieses Element dem Herstellungsprozess absichtlich hinzugefügt wurde.
Figure 3: Backscattered electron image (BSE, top left) and energy dispersive x-ray spectrometry (EDS) maps
from one subsample (SEM beam energy: 30 kV), presented as estimated weight percent (minor elements not
shown, so numbers will not total 100%). Carbon (C) map indicates the embedding epoxy. The magnesium
matrix (Mg) is clearly visible, along with the cracks in the matrix. The zinc (Zn) map shows regions of higher
and lower zinc content. At the top of the lead (Pb) and bismuth (Bi) maps, co-located layers are visible.
(Figure 5 presents additional imaging of the banded element composition, showing multiple Pb–Bi layers.)
Abbildung 3: Rückstreuelektronenbild (BSE, oben links) und energiedispersive Röntgenspektrometrie (EDS)-Karten aus einer Teilprobe (SEM-Strahlenergie: 30 kV), dargestellt als geschätzter Gewichtsprozentsatz (Nebenelemente nicht dargestellt, daher ergeben die Zahlen nicht 100 %). Die Kohlenstoffkarte (C) zeigt das eingebettete Epoxid. Die Magnesiummatrix (Mg) ist deutlich sichtbar, ebenso wie die Risse in der Matrix. Die Zinkkarte (Zn) zeigt Bereiche mit höherem und niedrigerem Zinkgehalt. Oben auf den Blei- (Pb) und Wismutkarten (Bi) sind nebeneinander liegende Schichten sichtbar. (Abbildung 5 zeigt zusätzliche Bilder der gebänderten Elementzusammensetzung, die mehrere Pb-Bi-Schichten zeigen.)
Crystalline Structures
TEM revealed that the crystalline structure of magnesium in the specimen was consistent with common magnesium
alloy structures (Figure 4). Laser ablation ICP-MS revealed banding of the zinc components, along with layered co-
location of lead and bismuth (in an approximate 1:1 ratio) in the bands. The bismuth-rich portions of the specimen
lacked a clear crystalline structure, instead appearing to consist of highly nanocrystalline pockets in an otherwise
amorphous matrix (Figure 4).
Pure single-crystalline bismuth in a single thin layer has been postulated to have the ability to function as a waveguide, a material that can disrupt or direct an electric or energy field—in this case, terahertz waves (electromagnetic waves with microscale wavelengths). Although the damage to the specimen (including suspected heat stress) precludes a definitive statement describing the specimen’s original structure, the amorphous and nanocrystalline appearance of the bismuth in the examined layers of the current specimen likely indicates that a pure crystalline layer of bismuth was never present within the material.
Moreover, the postulated structure of such a theoretical bismuth-based waveguide requires it to be in a single
layer between a material possessing a different dielectric constant. However, multiple bismuth layers throughout
a material have not been postulated to be capable of achieving or improving this waveguide functionality—in fact,
multiple layers could instead interfere with such functionality. Thus, the layered nature of the impure bismuth within
the specimen likely precludes it from acting as a waveguide (Figure 5).
Kristalline Strukturen
TEM zeigte, dass die kristalline Struktur des Magnesiums in der Probe mit üblichen Magnesiumlegierungsstrukturen übereinstimmte (Abbildung 4). Laserablation ICP-MS zeigte eine Bandbildung der Zinkkomponenten sowie eine schichtweise Kolokalisierung von Blei und Wismut (im Verhältnis von ungefähr 1:1) in den Bändern. Die Wismut-reichen Teile der Probe wiesen keine klare kristalline Struktur auf, sondern schienen stattdessen aus hoch nanokristallinen Taschen in einer ansonsten amorphen Matrix zu bestehen (Abbildung 4).
Es wurde postuliert, dass reines einkristallines Wismut in einer einzigen dünnen Schicht die Fähigkeit besitzt, als Wellenleiter zu fungieren, also als Material, das ein elektrisches oder Energiefeld – in diesem Fall Terahertz-Wellen (elektromagnetische Wellen mit Mikrowellenlängen) – unterbrechen oder lenken kann. Obwohl die Beschädigung der Probe (einschließlich der vermuteten Hitzebelastung) eine definitive Aussage über die ursprüngliche Struktur der Probe ausschließt, deutet das amorphe und nanokristalline Erscheinungsbild des Wismuts in den untersuchten Schichten der aktuellen Probe wahrscheinlich darauf hin, dass im Material nie eine reine kristalline Wismutschicht vorhanden war.
Darüber hinaus erfordert die postulierte Struktur eines solchen theoretischen Wismut-basierten Wellenleiters, dass er sich in einer einzigen Schicht zwischen einem Material mit einer anderen Dielektrizitätskonstante befindet. Es wurde jedoch nicht postuliert, dass mehrere Wismutschichten in einem Material diese Wellenleiterfunktionalität erreichen oder verbessern können – tatsächlich könnten mehrere Schichten diese Funktionalität sogar beeinträchtigen. Daher verhindert die geschichtete Natur des unreinen Wismuts in der Probe wahrscheinlich, dass es als Wellenleiter fungiert (Abbildung 5).
Finally, based on the postulated hypothetical uses of bismuth, the dielectric properties necessary for bismuth to
function as a waveguide would have been disrupted in this material because the bismuth in the specimen is co-
located and mixed with lead (Figures 3 and 5). Based on these findings ORNL determined that this material is highly
unlikely to have ever functioned as a bismuth-based terahertz waveguide.
Schließlich wären, basierend auf den angenommenen hypothetischen Verwendungen von Wismut, die dielektrischen Eigenschaften, die für die Funktion von Wismut als Wellenleiter erforderlich sind, in diesem Material gestört, da das Wismut in der Probe an derselben Stelle wie Blei angeordnet und mit diesem vermischt ist (Abbildungen 3 und 5). Basierend auf diesen Erkenntnissen kam ORNL zu dem Schluss, dass es höchst unwahrscheinlich ist, dass dieses Material jemals als wismutbasierter Terahertz-Wellenleiter fungiert hat.
Figure 4: (a) TEM micrograph of a single-crystalline region from the bulk of the sample; structural defects are visible at this level of resolution (this figure is showing an area that represents just 2 to 3 pixels of the area shown in Figure 3). The vertical lines at the bottom are a focused ion beam preparation artifact. (b) Selected area electron diffraction pattern (SAEDP) from the region in (a), indexed to the standard Mg structure. (c) A low-magnification montage TEM micrograph of an area showing a dense bismuth-rich layer (dark central band). (d) A SAEDP from a bismuth-rich band. The electron diffraction pattern (with image processing γ=3.0) from the bismuth-rich region is shown in the white rings. Both bismuth (Bi, yellow) and Bi2O3 (red) calculated ring patterns are shown for comparison; Bi is a slightly better match. The diffraction indicates that the bismuth layer is nanocrystalline and highly defective.
Abbildung 4: (a) TEM-Mikrofotografie eines einkristallinen Bereichs aus dem Großteil der Probe; Strukturdefekte sind bei dieser Auflösungsstufe sichtbar (diese Abbildung zeigt einen Bereich, der nur 2 bis 3 Pixel des in Abbildung 3 gezeigten Bereichs darstellt). Die vertikalen Linien unten sind ein Artefakt der Präparation eines fokussierten Ionenstrahls. (b) Ausgewähltes Elektronenbeugungsmuster (SAEDP) aus dem Bereich in (a), indiziert auf die Standard-Mg-Struktur. (c) Eine TEM-Mikrofotografie mit geringer Vergrößerung eines Bereichs, der eine dichte, wismutreiche Schicht zeigt (dunkles zentrales Band). (d) Ein SAEDP aus einem wismutreichen Band. Das Elektronenbeugungsmuster (mit Bildverarbeitung γ=3,0) aus dem wismutreichen Bereich wird in den weißen Ringen gezeigt. Sowohl die berechneten Ringmuster für Wismut (Bi, gelb) als auch für Bi2O3 (rot) werden zum Vergleich gezeigt; Bi ist eine etwas bessere Übereinstimmung. Die Beugung zeigt, dass die Wismutschicht nanokristallin und stark defekt ist.
Figure 5. Laser ablation ICP-MS elemental maps. (Top) Colocation of lead (green), bismuth (blue), and zinc (red), the three primary minor elements in the material. Blending of colors indicates co-location: teal indicates the nearly 1:1 ratio of lead to bismuth. (Bottom) Elemental map of bismuth concentration (hot [yellow] = more, cool [purple] = less). Bismuth is most concentrated at the top but is present in many repeating layers.
Abbildung 5. Elementkarten der Laserablation ICP-MS. (Oben) Kolokalisierung von Blei (grün), Wismut (blau) und Zink (rot), den drei primären Nebenelementen im Material. Farbmischungen zeigen die Kolokalisierung an: Blaugrün zeigt das Verhältnis von Blei zu Wismut von nahezu 1:1 an. (Unten) Elementkarte der Wismutkonzentration (heiß [gelb] = mehr, kühl [lila] = weniger). Wismut ist oben am stärksten konzentriert, ist aber in vielen sich wiederholenden Schichten vorhanden.
Isotope Analysis
Multicollector ICP-MS analysis showed that the specimen’s magnesium and lead isotope composition is consistent
with other materials manufactured and used terrestrially (Figures 6 and 7). Isotopes are varying forms of the same
element with differing mass, and their proportions affect the chemical properties of and reveal information about
the history of the material within which the isotopes are found. All elements have isotopes, and the ratio between
the amounts of various isotopes is called the isotopic signature, which is akin to a fingerprint in chemical analyses.
The magnesium isotopic signature of the specimen is fractionated (possibly owing to the mechanical and heat
strain that the material appears to have undergone) but falls within normal terrestrial compositions and precisely
within the expected trendlines of fractionation (Figure 6). Each star system has a magnesium isotopic composi tion
that was inherited from its local star-forming region. Figure 6 shows the magne sium isotopic signature of various
materials originating within our solar system. The straight lines in the bottom graphic representation are the kinetic
and equilibrium mass fractionation trendlines, which define the types of isotopic shifts incurred on the basis of
mass. Fractionation occurs due to chemical reactions and physical processes (e.g., manufacturing and mining)
and is normal during the lifespan of natural and manufactured ma terials and their components. The materials in
Figure 6—including the specimen—fall on or near the fractionation trendlines, strongly indicating that their starting
compositions were once the same and have been systematically changed as a result of mass fractionation. If a ma-
terial originated outside our solar system, its magnesium isotopic signature could plot nearly anywhere in the top
graphic representation of Figure 6—in stead, the specimen’s data plots it precisely within the expected fractionation
trendlines for known compositions specific to our solar system.
Less complexly, the lead isotopic signature of this specimen is fully consistent with “common lead” compositions
that exist naturally on Earth and within terrestrial materials (Figure 7), distinctly separate from even lunar materials,
indicating it is extremely likely that the material originated on Earth.
Isotopenanalyse
Die Multikollektor-ICP-MS-Analyse zeigte, dass die Magnesium- und Bleiisotopenzusammensetzung der Probe mit anderen terrestrisch hergestellten und verwendeten Materialien übereinstimmt (Abbildungen 6 und 7). Isotope sind verschiedene Formen desselben Elements mit unterschiedlicher Masse, und ihre Anteile beeinflussen die chemischen Eigenschaften und geben Aufschluss über die Geschichte des Materials, in dem die Isotope gefunden werden. Alle Elemente haben Isotope, und das Verhältnis zwischen den Mengen verschiedener Isotope wird als Isotopensignatur bezeichnet, die einem Fingerabdruck in chemischen Analysen ähnelt.
Die Magnesiumisotopensignatur der Probe ist fraktioniert (möglicherweise aufgrund der mechanischen und Wärmebelastung, der das Material offenbar ausgesetzt war), liegt jedoch innerhalb normaler terrestrischer Zusammensetzungen und genau innerhalb der erwarteten Trendlinien der Fraktionierung (Abbildung 6). Jedes Sternensystem hat eine Magnesiumisotopenzusammensetzung, die von seiner lokalen Sternentstehungsregion übernommen wurde. Abbildung 6 zeigt die Magnesiumisotopensignatur verschiedener Materialien, die aus unserem Sonnensystem stammen. Die geraden Linien in der unteren grafischen Darstellung sind die kinetischen und Gleichgewichtsmassenfraktionierungstrendlinien, die die Arten der Isotopenverschiebungen definieren, die auf der Grundlage der Masse auftreten. Die Fraktionierung erfolgt aufgrund chemischer Reaktionen und physikalischer Prozesse (z. B. Herstellung und Bergbau) und ist während der Lebensdauer natürlicher und hergestellter Materialien und ihrer Komponenten normal. Die Materialien in Abbildung 6 – einschließlich der Probe – liegen auf oder in der Nähe der Fraktionierungstrendlinien, was stark darauf hindeutet, dass ihre Ausgangszusammensetzungen einst gleich waren und infolge der Massenfraktionierung systematisch geändert wurden. Wenn ein Material außerhalb unseres Sonnensystems entstanden wäre, könnte seine Magnesiumisotopensignatur fast überall in der oberen grafischen Darstellung von Abbildung 6 dargestellt werden – stattdessen zeichnen die Daten der Probe es genau innerhalb der erwarteten Fraktionierungstrendlinien für bekannte Zusammensetzungen ein, die für unser Sonnensystem spezifisch sind. Weniger komplex ist es, denn die Bleiisotopensignatur dieser Probe stimmt vollständig mit den „gewöhnlichen Blei“-Zusammensetzungen überein, die auf der Erde und in terrestrischen Materialien natürlich vorkommen (Abbildung 7) und sich sogar deutlich von Mondmaterialien unterscheiden, was darauf hindeutet, dass das Material mit hoher Wahrscheinlichkeit von der Erde stammt.
Figure 6: Artistic representation including the magnesium isotope systematics of the unknown material, specifically shown relative to other terrestrial, non-terrestrial, and extrasolar materials. The figures plot the δ26Mg′ vs. the δ25Mg′, which represent the differences in 26Mg/24Mg and 25Mg/24Mg isotopes relative to a known standard (DSM-3) in parts per thousand (‰) notation. This calculation adjusts for known instrumental mass bias effects inherent in ICP-MS analyses and is consistent with how magnesium data in literature are often presented. (Top) The extreme magnesium isotope compositions possible from different star types. (Bottom) A zoomed-in view of the magnesium isotope compositions of local solar system materials and the material in question. Uncertainty envelopes are not included, but when plotted with their uncertainties, data points overlap the kinetic and equilibrium fractionation lines. (Note: Data points shown with a diamond shape, included for completeness, were extracted from an older analysis source; we cannot directly verify the precision or correctness of these data. The delta values were calculated relative to DSM-3, and a systematic offset correction factor was applied; error bars for these points reach ± 2 ‰ uncertainty.)
Abbildung 6: Künstlerische Darstellung einschließlich der Magnesiumisotopensystematik des unbekannten Materials, insbesondere im Verhältnis zu anderen terrestrischen, nicht-terrestrischen und extrasolaren Materialien. Die Abbildungen stellen δ26Mg′ gegenüber δ25Mg′ dar, was die Unterschiede zwischen 26Mg/24Mg- und 25Mg/24Mg-Isotopen im Verhältnis zu einem bekannten Standard (DSM-3) in Tausendteilen (‰) darstellt. Diese Berechnung berücksichtigt bekannte instrumentelle Massenverzerrungseffekte, die ICP-MS-Analysen innewohnen, und stimmt mit der Art und Weise überein, wie Magnesiumdaten in der Literatur häufig dargestellt werden. (Oben) Die extremen Magnesiumisotopenzusammensetzungen, die von verschiedenen Sterntypen möglich sind. (Unten) Eine vergrößerte Ansicht der Magnesiumisotopenzusammensetzungen lokaler Materialien des Sonnensystems und des betreffenden Materials. Unsicherheitshüllkurven sind nicht enthalten, aber wenn sie mit ihren Unsicherheiten dargestellt werden, überlappen Datenpunkte die kinetischen und Gleichgewichtsfraktionierungslinien. (Hinweis: Die der Vollständigkeit halber aufgeführten, rautenförmig dargestellten Datenpunkte wurden aus einer älteren Analysequelle extrahiert. Wir können die Genauigkeit oder Richtigkeit dieser Daten nicht direkt überprüfen. Die Deltawerte wurden relativ zu DSM-3 berechnet und es wurde ein systematischer Offset-Korrekturfaktor angewendet. Die Fehlerbalken für diese Punkte erreichen eine Unsicherheit von ± 2 ‰.)
Figure 7. Lead (Pb) isotope systematics of the unknown material, shown relative to other terrestrial and non-terrestrial materials in 206Pb/204Pb vs. 207Pb/206Pb. This plot has three end-member compositions: (1) primordial lead, which is the starting composition of the lead in the solar system; (2) pure radiogenic lead from the decay of naturally occurring uranium; and (3) terrestrial lead or “common lead,” which is defined by repeat analyses. The specimen has a lead isotopic composition that plots precisely in the field of terrestrial lead compositions. SRM stands for standard reference material, materials typically used to perform instrument calibrations due to their well-characterized composition or properties, as measured and certified by the U.S. Department of Commerce’s National Institute for Standards and Technology.
Abbildung 7. Bleiisotopensystematik (Pb) des unbekannten Materials, dargestellt im Verhältnis zu anderen terrestrischen und nicht-terrestrischen Materialien in 206Pb/204Pb vs. 207Pb/206Pb. Dieses Diagramm weist drei Endelementzusammensetzungen auf: (1) primordiales Blei, die Ausgangszusammensetzung des Bleis im Sonnensystem; (2) reines radiogenes Blei aus dem Zerfall von natürlich vorkommendem Uran; und (3) terrestrisches Blei oder „gewöhnliches Blei“, das durch wiederholte Analysen definiert wird. Die Probe weist eine Bleiisotopenzusammensetzung auf, die genau im Bereich der terrestrischen Bleizusammensetzungen liegt. SRM steht für Standardreferenzmaterial, Materialien, die aufgrund ihrer gut charakterisierten Zusammensetzung oder Eigenschaften, gemessen und zertifiziert vom National Institute for Standards and Technology des US-Handelsministeriums, typischerweise zur Durchführung von Instrumentenkalibrierungen verwendet werden.
Conclusion
AARO secured ORNL to independently assess the requirements necessary to confirm or contest public claims
that this historical specimen is of non-terrestrial origin and that it is capable of functioning as a bismuth-based
terahertz waveguide. Although the origin, chain of custody, and ultimate purpose of this specimen remain unclear,
a modern and robust analysis of its chemical and structural composition and properties does not indicate that its
origin is non-terrestrial, nor do the data indicate that the material examined ever had the pure single-crystalline
bismuth layer that could possibly have acted as a terahertz waveguide. The intended or actual past use of the
material remains undetermined, but ORNL has a high level of confidence that all data indicate the material was
manufactured terrestrially—albeit using an uncommon mixture of elements by today’s standards—and then incurred
damage caused by mechanical and heat stressors.
Schlussfolgerung
AARO hat ORNL beauftragt, die Anforderungen, die zur Bestätigung oder Anfechtung öffentlicher Behauptungen erforderlich sind, dass dieses historische Exemplar nicht-terrestrischen Ursprungs ist und als Terahertz-Wellenleiter auf Wismutbasis fungieren kann, unabhängig zu bewerten. Obwohl der Ursprung, die Aufbewahrungskette und der endgültige Zweck dieses Exemplars unklar bleiben, deutet eine moderne und robuste Analyse seiner chemischen und strukturellen Zusammensetzung und Eigenschaften nicht darauf hin, dass sein Ursprung nicht-terrestrischen Ursprungs ist, noch deuten die Daten darauf hin, dass das untersuchte Material jemals die reine einkristalline Wismutschicht hatte, die möglicherweise als Terahertz-Wellenleiter fungiert hätte. Die beabsichtigte oder tatsächliche frühere Verwendung des Materials bleibt unbestimmt, aber ORNL ist sich sehr sicher, dass alle Daten darauf hinweisen, dass das Material terrestrisch hergestellt wurde – wenn auch unter Verwendung einer nach heutigen Maßstäben ungewöhnlichen Elementmischung – und dann durch mechanische und thermische Belastungen beschädigt wurde.
Quelle: AOK RIDGE National Laboratory