CERN Accelerating science

Article
Report number arXiv:2101.08686
Title Separating $^{39}$Ar from $^{40}$Ar by cryogenic distillation with Aria for dark matter searches
Author(s)

Agnes, P. (Houston U.) ; Albergo, S. (INFN, Catania ; U. Catania (main)) ; Albuquerque, I.F.M. (Sao Paulo U.) ; Alexander, T. (PNL, Richland) ; Alici, A. (U. Bologna, DIFA ; INFN, Bologna) ; Alton, A.K. (Augustana Coll., Sioux Falls) ; Amaudruz, P. (TRIUMF) ; Arba, M. (INFN, Cagliari) ; Arpaia, P. (Naples U.) ; Arcelli, S. (U. Bologna, DIFA ; INFN, Bologna) ; Ave, M. (Sao Paulo U.) ; Avetissov, I.Ch. (Lomonosov Inst. Fine Chem. Tech.) ; Avetisov, R.I. (Lomonosov Inst. Fine Chem. Tech.) ; Azzolini, O. (INFN, Legnaro) ; Back, H.O. (PNL, Richland) ; Balmforth, Z. (Royal Holloway, U. of London) ; Barbarian, V. (SINP, Moscow) ; Olmedo, A. Barrado (Madrid, CIEMAT) ; Barrillon, P. (Marseille, CPPM) ; Basco, A. (INFN, Naples) ; Batignani, G. (INFN, Pisa ; Pisa U.) ; Bondar, A. (Novosibirsk, IYF ; Novosibirsk State U.) ; Bonivento, W.M. (INFN, Cagliari) ; Borisova, E. (Novosibirsk, IYF ; Novosibirsk State U.) ; Bottino, B. (Genoa U. ; INFN, Genoa) ; Boulay, M.G. (Carleton U.) ; Buccino, G. (CERN) ; Bussino, S. (INFN, Rome3 ; Rome III U.) ; Busto, J. (Marseille, CPPM) ; Buzulutskov, A. (Novosibirsk, IYF ; Novosibirsk State U.) ; Cadeddu, M. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Cadoni, M. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Caminata, A. (INFN, Genoa) ; Canesi, E.V. (CNISM) ; Canci, N. (Gran Sasso) ; Cappello, G. (INFN, Catania ; U. Catania (main)) ; Caravati, M. (INFN, Cagliari) ; Cárdenas-Montes, M. (Madrid, CIEMAT) ; Cargioli, N. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Carlini, M. (GSSI, Aquila) ; Carnesecchi, F. (INFN, Bologna ; U. Bologna, DIFA) ; Castello, P. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Castellani, A. (Milan Polytechnic) ; Catalanotti, S. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Cataudella, V. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Cavalcante, P. (Gran Sasso) ; Cavuoti, S. (Naples U. ; INFN, Naples ; Capodimonte Observ.) ; Cebrian, S. (Zaragoza U.) ; Cela Ruiz, J.M. (Madrid, CIEMAT) ; Celano, B. (INFN, Naples) ; Chashin, S. (SINP, Moscow) ; Chepurnov, A. (SINP, Moscow) ; Cicalò, C. (INFN, Cagliari) ; Cifarelli, L. (U. Bologna, DIFA ; INFN, Bologna) ; Cintas, D. (Zaragoza U.) ; Coccetti, F. (Enrico Fermi Ctr., Rome) ; Cocco, V. (INFN, Cagliari) ; Colocci, M. (U. Bologna, DIFA ; INFN, Bologna) ; Vilda, E. Conde (Madrid, CIEMAT) ; Consiglio, L. (Gran Sasso) ; Copello, S. (INFN, Genoa ; Genoa U.) ; Corning, J. (Queen's U., Kingston) ; Covone, G. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Czudak, P. (Jagiellonian U.) ; D'Aniello, M. (Naples U.) ; D'Auria, S. (INFN, Milan) ; Da Rocha Rolo, M. (INFN, Turin) ; Dadoun, O. (Paris U., VI-VII) ; Daniel, M. (Madrid, CIEMAT) ; Davini, S. (INFN, Genoa) ; De Candia, A. (Naples U. ; INFN, Naples) ; De Cecco, S. (INFN, Rome ; Rome U.) ; De Falco, A. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; De Filippis, G. (Naples U. ; INFN, Naples) ; De Gruttola, D. (Salerno U. ; INFN, Salerno) ; De Guido, G. (Milan Polytechnic) ; De Rosa, G. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Della Valle, M. (INFN, Naples ; Capodimonte Observ.) ; Dellacasa, G. (INFN, Turin) ; De Pasquale, S. (Salerno U. ; INFN, Salerno) ; Derbin, A.V. (St. Petersburg, INP) ; Devoto, A. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Di Noto, L. (INFN, Genoa) ; Di Eusanio, F. (Princeton U.) ; Dionisi, C. (INFN, Rome ; Rome U.) ; Di Stefano, P. (Queen's U., Kingston) ; Dolganov, G. (Kurchatov Inst., Moscow) ; Dongiovanni, D. (ENEA, Frascati) ; Dordei, F. (INFN, Cagliari) ; Downing, M. (Massachusetts U., Amherst) ; Erjavec, T. (UC, Davis) ; Falciano, S. (GSSI, Aquila ; INFN, Rome) ; Farenzena, S. (Edison SpA, Milan) ; Diaz, M. Fernandez (Madrid, CIEMAT) ; Filip, C. (INCDTIM, Cluj Napoca) ; Fiorillo, G. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Franceschi, A. (Frascati) ; Franco, D. (APC, Paris) ; Frolov, E. (Novosibirsk, IYF ; Novosibirsk State U.) ; Funicello, N. (Salerno U. ; INFN, Salerno) ; Gabriele, F. (Gran Sasso) ; Galbiati, C. (Princeton U. ; Gran Sasso ; GSSI, Aquila) ; Garbini, M. (Enrico Fermi Ctr., Rome ; INFN, Bologna) ; Abia, P. Garcia (Madrid, CIEMAT) ; Gendotti, A. (Zurich, ETH) ; Ghiano, C. (Gran Sasso) ; Giampaolo, R.A. (INFN, Turin ; Turin Polytechnic) ; Giganti, C. (Paris U., VI-VII) ; Giorgi, M.A. (Pisa U. ; INFN, Pisa) ; Giovanetti, G.K. (Williams Coll.) ; Gligan, M.L. (INCDTIM, Cluj Napoca) ; Casanueva, V. Goicoechea (Hawaii U.) ; Gola, A. (Fond. Bruno Kessler, Povo ; TIFPA-INFN, Trento) ; Goretti, A.M. (Gran Sasso) ; Graciani Diaz, R. (Barcelona, IFAE) ; Grigoriev, G.Y. (Kurchatov Inst., Moscow) ; Grobov, A. (Kurchatov Inst., Moscow ; Moscow Phys. Eng. Inst.) ; Gromov, M. (SINP, Moscow ; Dubna, JINR) ; Guan, M. (Beijing, Inst. High Energy Phys.) ; Guerzoni, M. (INFN, Bologna) ; Guetti, M. (Gran Sasso) ; Gulino, M. (Libera U. Kore ; INFN, LNS) ; Guo, C. (Beijing, Inst. High Energy Phys.) ; Hackett, B.R. (PNL, Richland) ; Hallin, A. (Alberta U.) ; Haranczyk, M. (Jagiellonian U.) ; Hill, S. (Royal Holloway, U. of London) ; Horikawa, S. (GSSI, Aquila ; Gran Sasso) ; Hubaut, F. (Marseille, CPPM) ; Hugues, T. (Warsaw, Copernicus Astron. Ctr.) ; Hungerford, E.V. (Houston U.) ; Ianni, An. (Princeton U. ; Gran Sasso) ; Ippolito, V. (INFN, Rome) ; James, C.C. (Fermilab) ; Jillings, C. (SNOLAB, Lively ; Laurentian U.) ; Kachru, P. (GSSI, Aquila ; Gran Sasso) ; Kemp, A.A. (Queen's U., Kingston) ; Kendziora, C.L. (Fermilab) ; Keppel, G. (INFN, Legnaro) ; Khomyakov, A.V. (Lomonosov Inst. Fine Chem. Tech.) ; Kim, S. (Temple U.) ; Kish, A. (Hawaii U.) ; Kochanek, I. (Gran Sasso) ; Kondo, K. (Gran Sasso) ; Korga, G. (Royal Holloway, U. of London) ; Kubankin, A. (Belgorod State U.) ; Kugathasan, R. (INFN, Turin ; Turin Polytechnic) ; Kuss, M. (INFN, Pisa) ; Kuźniak, M. (Warsaw, Copernicus Astron. Ctr.) ; La Commara, M. (Naples U. ; INFN, Naples) ; La Delfa, L. (INFN, Cagliari) ; La Grasta, D. (CNISM) ; Lai, M. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari ; APC, Paris) ; Lami, N. (Edison SpA, Milan) ; Langrock, S. (Laurentian U.) ; Leyton, M. (INFN, Naples) ; Li, X. (Princeton U.) ; Lidey, L. (PNL, Richland) ; Lippi, F. (Edison SpA, Milan) ; Lissia, M. (INFN, Cagliari) ; Longo, G. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Maccioni, N. (Edison SpA, Milan) ; Machulin, I.N. (Kurchatov Inst., Moscow ; Moscow Phys. Eng. Inst.) ; Mapelli, L. (Princeton U.) ; Marasciulli, A. (Pisa U.) ; Margotti, A. (INFN, Bologna) ; Mari, S.M. (INFN, Rome3 ; Rome III U.) ; Maricic, J. (Hawaii U.) ; Marinelli, M. (INFN, Genoa) ; Martínez, M. (Zaragoza U. ; ARAID, Zaragoza) ; Rojas, A.D. Martinez (INFN, Turin ; Turin Polytechnic) ; Martini, A. (Edison SpA, Milan ; ENEA, Rome) ; Martoff, C.J. (Temple U.) ; Mascia, M. (Cagliari U.) ; Masetto, M. (CNISM) ; Masoni, A. (INFN, Cagliari) ; Mazzi, A. (Fond. Bruno Kessler, Povo ; TIFPA-INFN, Trento) ; McDonald, A.B. (Queen's U., Kingston) ; Mclaughlin, J. (TRIUMF ; Royal Holloway, U. of London) ; Messina, A. (INFN, Rome ; Rome U.) ; Meyers, P.D. (Princeton U.) ; Miletic, T. (Hawaii U.) ; Milincic, R. (Hawaii U.) ; Miola, R. (CNISM) ; Moggi, A. (INFN, Pisa) ; Moharana, A. (GSSI, Aquila ; Gran Sasso) ; Moioli, S. (Milan Polytechnic) ; Monroe, J. (Royal Holloway, U. of London) ; Morisi, S. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Morrocchi, M. (INFN, Pisa ; Pisa U.) ; Mozhevitina, E.N. (Lomonosov Inst. Fine Chem. Tech.) ; Mr, T. ; Mróz, T. (Jagiellonian U.) ; Muratova, V.N. (St. Petersburg, INP) ; Murenu, A. (INFN, Cagliari) ; Muscas, C. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Musenich, L. (INFN, Genoa ; Genoa U.) ; Musico, P. (INFN, Genoa) ; Nania, R. (INFN, Bologna) ; Napolitano, T. (Frascati) ; Navrer Agasson, A. (Paris U., VI-VII) ; Nessi, M. (CERN) ; Nikulin, I. (Belgorod State U.) ; Nowak, J. (Lancaster U.) ; Oleinik, A. (Belgorod State U.) ; Oleynikov, V. (Novosibirsk, IYF ; Novosibirsk State U.) ; Pagani, L. (UC, Davis) ; Pallavicini, M. (Genoa U. ; INFN, Genoa) ; Palmas, S. (Cagliari U.) ; Pandola, L. (INFN, LNS) ; Pantic, E. (UC, Davis) ; Paoloni, E. (INFN, Pisa ; Pisa U.) ; Paternoster, G. (Fond. Bruno Kessler, Povo ; TIFPA-INFN, Trento) ; Pegoraro, P.A. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Pellegrini, L.A. (Milan Polytechnic) ; Pellegrino, C. (INFN, Bologna) ; Pelczar, K. (Jagiellonian U.) ; Perotti, F. (Milan Polytechnic ; INFN, Milan) ; Pesudo, V. (Madrid, CIEMAT) ; Picciau, E. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Pietropaolo, F. (CERN) ; Pinna, T. (ENEA, Frascati) ; Pocar, A. (Massachusetts U., Amherst) ; Podda, P. (Edison SpA, Milan) ; Poehlmann, D.M. (UC, Davis) ; Pordes, S. (Fermilab) ; Poudel, S.S. (Houston U.) ; Pralavorio, P. (Marseille, CPPM) ; Price, D. (Manchester U.) ; Raffaelli, F. (INFN, Pisa) ; Ragusa, F. (Milan U. ; INFN, Milan) ; Ramirez, A. (Houston U.) ; Razeti, M. (INFN, Cagliari) ; Razeto, A. (Gran Sasso) ; Renshaw, A.L. (Houston U.) ; Rescia, S. (Brookhaven) ; Rescigno, M. (INFN, Rome) ; Resnati, F. (CERN) ; Retiere, F. (TRIUMF) ; Rignanese, L.P. (INFN, Bologna ; U. Bologna, DIFA) ; Ripoli, C. (INFN, Salerno ; Salerno U.) ; Rivetti, A. (INFN, Turin) ; Rode, J. (Paris U., VI-VII ; APC, Paris) ; Romero, L. (Madrid, CIEMAT) ; Rossi, M. (INFN, Genoa ; Genoa U.) ; Rubbia, A. (Zurich, ETH) ; Rucaj, M. (CNISM) ; Sabiu, G.M. (Edison SpA, Milan) ; Salatino, P. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Samoylov, O. (Dubna, JINR) ; Sánchez García, E. (Madrid, CIEMAT) ; Sandford, E. (Manchester U.) ; Sanfilippo, S. (Rome III U. ; INFN, Rome3) ; Sangiorgio, V.A. (Milan Polytechnic) ; Santacroce, V. (Edison SpA, Milan) ; Santone, D. (Royal Holloway, U. of London) ; Santorelli, R. (Madrid, CIEMAT) ; Santucci, A. (ENEA, Frascati) ; Savarese, C. (Princeton U.) ; Scapparone, E. (INFN, Bologna) ; Schlitzer, B. (UC, Davis) ; Scioli, G. (U. Bologna, DIFA ; INFN, Bologna) ; Semenov, D.A. (St. Petersburg, INP) ; Shaw, B. (TRIUMF) ; Shchagin, A. (Belgorod State U.) ; Sheshukov, A. (Dubna, JINR) ; Simeone, M. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Skensved, P. (Queen's U., Kingston) ; Skorokhvatov, M.D. (Kurchatov Inst., Moscow ; Moscow Phys. Eng. Inst.) ; Smirnov, O. (Dubna, JINR) ; Smith, B. (TRIUMF) ; Sokolov, A. (Novosibirsk, IYF ; Novosibirsk State U.) ; Stefanizzi, R. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Steri, A. (INFN, Cagliari) ; Stracka, S. (INFN, Pisa) ; Strickland, V. (Carleton U.) ; Stringer, M. (Queen's U., Kingston) ; Sulis, S. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; Suvorov, Y. (Naples U. ; INFN, Naples ; Kurchatov Inst., Moscow) ; Szelc, A.M. (Manchester U.) ; Zsücs-Balázs, J.Z. (INCDTIM, Cluj Napoca) ; Tartaglia, R. (Gran Sasso) ; Testera, G. (INFN, Genoa) ; Thorpe, T.N. (GSSI, Aquila ; Gran Sasso) ; Tonazzo, A. (APC, Paris) ; Torres-Lara, S. (Houston U.) ; Tosti, S. (ENEA, Frascati) ; Tricomi, A. (INFN, Catania ; U. Catania (main)) ; Tuveri, M. (INFN, Cagliari) ; Unzhakov, E.V. (St. Petersburg, INP) ; Usai, G. (Cagliari U. ; INFN, Cagliari) ; John, T. Vallivilayil (GSSI, Aquila ; Gran Sasso) ; Vescovi, S. (Frascati) ; Viant, T. (Zurich, ETH) ; Viel, S. (Carleton U.) ; Vishneva, A. (Dubna, JINR) ; Vogelaar, R.B. (Virginia Tech.) ; Wada, M. (Warsaw, Copernicus Astron. Ctr.) ; Wang, H. (UCLA) ; Wang, Y. (UCLA) ; Westerdale, S. (INFN, Cagliari) ; Wheadon, R.J. (INFN, Turin) ; Williams, L. (Fort Lewis Coll.) ; Wojcik, Ma.M. (Jagiellonian U.) ; Wojcik, Ma. (Lodz, Tech. U.) ; Xiao, X. (UCLA) ; Yang, C. (Beijing, Inst. High Energy Phys.) ; Zani, A. (CERN) ; Zenobio, F. (CNISM) ; Zichichi, A. (U. Bologna, DIFA ; INFN, Bologna) ; Zuzel, G. (Jagiellonian U.) ; Zykova, M.P. (Lomonosov Inst. Fine Chem. Tech.)

Publication 2021-04-26
Imprint 2021-01-21
Number of pages 18
In: Eur. Phys. J. C 81 (2021) 359
DOI 10.1140/epjc/s10052-021-09121-9
Subject category astro-ph.IM ; Astrophysics and Astronomy ; physics.ins-det ; Detectors and Experimental Techniques
Accelerator/Facility, Experiment DARKSIDE
Abstract The Aria project consists of a plant, hosting a 350 m cryogenic isotopic distillation column, the tallest ever built, which is currently in the installation phase in a mine shaft at Carbosulcis S.p.A., Nuraxi-Figus (SU), Italy. Aria is one of the pillars of the argon dark-matter search experimental program, lead by the Global Argon Dark Matter Collaboration. Aria was designed to reduce the isotopic abundance of $^{39}$Ar, a $\beta$-emitter of cosmogenic origin, whose activity poses background and pile-up concerns in the detectors, in the argon used for the dark-matter searches, the so-called Underground Argon (UAr). In this paper, we discuss the requirements, design, construction, tests, and projected performance of the plant for the isotopic cryogenic distillation of argon. We also present the successful results of isotopic cryogenic distillation of nitrogen with a prototype plant, operating the column at total reflux.
Copyright/License preprint: (License: CC BY-NC-ND 4.0)
publication: © 2021-2025 The Author(s) (License: CC BY-4.0)



Corresponding record in: Inspire


 Datensatz erzeugt am 2021-02-04, letzte Änderung am 2024-08-27


Article from SCOAP3:
Volltext herunterladenPDF
Fulltext from Publisher:
Volltext herunterladenPDF
Volltext:
Volltext herunterladenPDF