Hauptseite > Separating $^{39}$Ar from $^{40}$Ar by cryogenic distillation with Aria for dark matter searches |
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. 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(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. 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(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) |