Back to Search Start Over

Separating $^{39}$Ar from $^{40}$Ar by cryogenic distillation with Aria for dark matter searches

Authors :
Agnes, P.
Albergo, S.
Albuquerque, I.F.M.
Alexander, T.
Alici, A.
Alton, A.K.
Amaudruz, P.
Arba, M.
Arpaia, P.
Arcelli, S.
Ave, M.
Avetissov, I.Ch.
Avetisov, R.I.
Azzolini, O.
Back, H.O.
Balmforth, Z.
Barbarian, V.
Olmedo, A. Barrado
Barrillon, P.
Basco, A.
Batignani, G.
Bondar, A.
Bonivento, W.M.
Borisova, E.
Bottino, B.
Boulay, M.G.
Buccino, G.
Bussino, S.
Busto, J.
Buzulutskov, A.
Cadeddu, M.
Cadoni, M.
Caminata, A.
Canesi, E.V.
Canci, N.
Cappello, G.
Caravati, M.
Cárdenas-Montes, M.
Cargioli, N.
Carlini, M.
Carnesecchi, F.
Castello, P.
Castellani, A.
Catalanotti, S.
Cataudella, V.
Cavalcante, P.
Cavuoti, S.
Cebrian, S.
Cela Ruiz, J.M.
Celano, B.
Chashin, S.
Chepurnov, A.
Cicalò, C.
Cifarelli, L.
Cintas, D.
Coccetti, F.
Cocco, V.
Colocci, M.
Vilda, E. Conde
Consiglio, L.
Copello, S.
Corning, J.
Covone, G.
Czudak, P.
d'Aniello, M.
d'Auria, S.
da Rocha Rolo, M.
Dadoun, O.
Daniel, M.
Davini, S.
de Candia, A.
De Cecco, S.
De Falco, A.
de Filippis, G.
De Gruttola, D.
De Guido, G.
De Rosa, G.
Della Valle, M.
Dellacasa, G.
De Pasquale, S.
Derbin, A.V.
Devoto, A.
Di Noto, L.
Di Eusanio, F.
Dionisi, C.
Di Stefano, P.
Dolganov, G.
Dongiovanni, D.
Dordei, F.
Downing, M.
Erjavec, T.
Falciano, S.
Farenzena, S.
Diaz, M. Fernandez
Filip, C.
Fiorillo, G.
Franceschi, A.
Franco, D.
Frolov, E.
Funicello, N.
Gabriele, F.
Galbiati, C.
Garbini, M.
Abia, P. Garcia
Gendotti, A.
Ghiano, C.
Giampaolo, R.A.
Giganti, C.
Giorgi, M.A.
Giovanetti, G.K.
Gligan, M.L.
Casanueva, V. Goicoechea
Gola, A.
Goretti, A.M.
Graciani Diaz, R.
Grigoriev, G.Y.
Grobov, A.
Gromov, M.
Guan, M.
Guerzoni, M.
Guetti, M.
Gulino, M.
Guo, C.
Hackett, B.R.
Hallin, A.
Haranczyk, M.
Hill, S.
Horikawa, S.
Hubaut, F.
Hugues, T.
Hungerford, E.V.
Ianni, An.
Ippolito, V.
James, C.C.
Jillings, C.
Kachru, P.
Kemp, A.A.
Kendziora, C.L.
Keppel, G.
Khomyakov, A.V.
Kim, S.
Kish, A.
Kochanek, I.
Kondo, K.
Korga, G.
Kubankin, A.
Kugathasan, R.
Kuss, M.
Kuźniak, M.
La Commara, M.
La Delfa, L.
La Grasta, D.
Lai, M.
Lami, N.
Langrock, S.
Leyton, M.
Li, X.
Lidey, L.
Lippi, F.
Lissia, M.
Longo, G.
Maccioni, N.
Machulin, I.N.
Mapelli, L.
Marasciulli, A.
Margotti, A.
Mari, S.M.
Maricic, J.
Marinelli, M.
Martínez, M.
Rojas, A.D. Martinez
Martini, A.
Martoff, C.J.
Mascia, M.
Masetto, M.
Masoni, A.
Mazzi, A.
Mcdonald, A.B.
Mclaughlin, J.
Messina, A.
Meyers, P.D.
Miletic, T.
Milincic, R.
Miola, R.
Moggi, A.
Moharana, A.
Moioli, S.
Monroe, J.
Morisi, S.
Morrocchi, M.
Mozhevitina, E.N.
Mr, T.
Mróz, T.
Muratova, V.N.
Murenu, A.
Muscas, C.
Musenich, L.
Musico, P.
Nania, R.
Napolitano, T.
Navrer Agasson, A.
Nessi, M.
Nikulin, I.
Nowak, J.
Oleinik, A.
Oleynikov, V.
Pagani, L.
Pallavicini, M.
Palmas, S.
Pandola, L.
Pantic, E.
Paoloni, E.
Paternoster, G.
Pegoraro, P.A.
Pellegrini, L.A.
Pellegrino, C.
Pelczar, K.
Perotti, F.
Pesudo, V.
Picciau, E.
Pietropaolo, F.
Pinna, T.
Pocar, A.
Podda, P.
Poehlmann, D.M.
Pordes, S.
Poudel, S.S.
Pralavorio, P.
Price, D.
Raffaelli, F.
Ragusa, F.
Ramirez, A.
Razeti, M.
Razeto, A.
Renshaw, A.L.
Rescia, S.
Rescigno, M.
Resnati, F.
Retiere, F.
Rignanese, L.P.
Ripoli, C.
Rivetti, A.
Rode, J.
Romero, L.
Rossi, M.
Rubbia, A.
Rucaj, M.
Sabiu, G.M.
Salatino, P.
Samoylov, O.
Sánchez García, E.
Sandford, E.
Sanfilippo, S.
Sangiorgio, V.A.
Santacroce, V.
Santone, D.
Santorelli, R.
Santucci, A.
Savarese, C.
Scapparone, E.
Schlitzer, B.
Scioli, G.
Semenov, D.A.
Shaw, B.
Shchagin, A.
Sheshukov, A.
Simeone, M.
Skensved, P.
Skorokhvatov, M.D.
Smirnov, O.
Smith, B.
Sokolov, A.
Stefanizzi, R.
Steri, A.
Stracka, S.
Strickland, V.
Stringer, M.
Sulis, S.
Suvorov, Y.
Szelc, A.M.
Zsücs-Balázs, J.Z.
Tartaglia, R.
Testera, G.
Thorpe, T.N.
Tonazzo, A.
Torres-Lara, S.
Tosti, S.
Tricomi, A.
Tuveri, M.
Unzhakov, E.V.
Usai, G.
John, T. Vallivilayil
Vescovi, S.
Viant, T.
Viel, S.
Vishneva, A.
Vogelaar, R.B.
Wada, M.
Wang, H.
Wang, Y.
Westerdale, S.
Wheadon, R.J.
Williams, L.
Wojcik, Ma.M.
Wojcik, Ma.
Xiao, X.
Yang, C.
Zani, A.
Zenobio, F.
Zichichi, A.
Zuzel, G.
Zykova, M.P.
Agnes P.
Albergo S.
Albuquerque I.F.M.
Alexander T.
Alici A.
Alton A.K.
Amaudruz P.
Arba M.
Arpaia P.
Arcelli S.
Ave M.
Avetissov I.C.
Avetisov R.I.
Azzolini O.
Back H.O.
Balmforth Z.
Barbarian V.
Barrado Olmedo A.
Barrillon P.
Basco A.
Batignani G.
Bondar A.
Bonivento W.M.
Borisova E.
Bottino B.
Boulay M.G.
Buccino G.
Bussino S.
Busto J.
Buzulutskov A.
Cadeddu M.
Cadoni M.
Caminata A.
Canesi E.V.
Canci N.
Cappello G.
Caravati M.
Cardenas-Montes M.
Cargioli N.
Carlini M.
Carnesecchi F.
Castello P.
Castellani A.
Catalanotti S.
Cataudella V.
Cavalcante P.
Cavuoti S.
Cebrian S.
Cela Ruiz J.M.
Celano B.
Chashin S.
Chepurnov A.
Cicalo C.
Cifarelli L.
Cintas D.
Coccetti F.
Cocco V.
Colocci M.
Conde Vilda E.
Consiglio L.
Copello S.
Corning J.
Covone G.
Czudak P.
D'Aniello M.
D'Auria S.
Da Rocha Rolo M.D.
Dadoun O.
Daniel M.
Davini S.
De Candia A.
De Cecco S.
De Falco A.
De Filippis G.
De Gruttola D.
De Guido G.
De Rosa G.
Della Valle M.
Dellacasa G.
De Pasquale S.
Derbin A.V.
Devoto A.
Di Noto L.
Di Eusanio F.
Dionisi C.
Di Stefano P.
Dolganov G.
Dongiovanni D.
Dordei F.
Downing M.
Erjavec T.
Falciano S.
Farenzena S.
Fernandez Diaz M.
Filip C.
Fiorillo G.
Franceschi A.
Franco D.
Frolov E.
Funicello N.
Gabriele F.
Galbiati C.
Garbini M.
Garcia Abia P.
Gendotti A.
Ghiano C.
Giampaolo R.A.
Giganti C.
Giorgi M.A.
Giovanetti G.K.
Gligan M.L.
Goicoechea Casanueva V.
Gola A.
Goretti A.M.
Graciani Diaz R.
Grigoriev G.Y.
Grobov A.
Gromov M.
Guan M.
Guerzoni M.
Guetti M.
Gulino M.
Guo C.
Hackett B.R.
Hallin A.
Haranczyk M.
Hill S.
Horikawa S.
Hubaut F.
Hugues T.
Hungerford E.V.
Ianni A.
Ippolito V.
James C.C.
Jillings C.
Kachru P.
Kemp A.A.
Kendziora C.L.
Keppel G.
Khomyakov A.V.
Kish A.
Kochanek I.
Kondo K.
Korga G.
Kubankin A.
Kugathasan R.
Kuss M.
Kuzniak M.
La Commara M.
La Delfa L.
La Grasta D.
Lai M.
Lami N.
Langrock S.
Leyton M.
Li X.
Lidey L.
Lippi F.
Lissia M.
Longo G.
Maccioni N.
Machulin I.N.
Mapelli L.
Marasciulli A.
Margotti A.
Mari S.M.
Maricic J.
Marinelli M.
Martinez M.
Martinez Rojas A.D.
Martini A.
Mascia M.
Masetto M.
Masoni A.
Mazzi A.
McDonald A.B.
Mclaughlin J.
Messina A.
Meyers P.D.
Miletic T.
Milincic R.
Miola R.
Moggi A.
Moharana A.
Moioli S.
Monroe J.
Morisi S.
Morrocchi M.
Mozhevitina E.N.
Mroz T.
Muratova V.N.
Murenu A.
Muscas C.
Musenich L.
Musico P.
Nania R.
Napolitano T.
Navrer Agasson A.
Nessi M.
Nikulin I.
Nowak J.
Oleinik A.
Oleynikov V.
Pagani L.
Pallavicini M.
Palmas S.
Pandola L.
Pantic E.
Paoloni E.
Paternoster G.
Pegoraro P.A.
Pellegrini L.A.
Pellegrino C.
Pelczar K.
Perotti F.
Pesudo V.
Picciau E.
Pietropaolo F.
Pinna T.
Pocar A.
Podda P.
Poehlmann D.M.
Pordes S.
Poudel S.S.
Pralavorio P.
Price D.
Raffaelli F.
Ragusa F.
Ramirez A.
Razeti M.
Razeto A.
Renshaw A.L.
Rescia S.
Rescigno M.
Resnati F.
Retiere F.
Rignanese L.P.
Ripoli C.
Rivetti A.
Rode J.
Romero L.
Rossi M.
Rubbia A.
Rucaj M.
Sabiu G.M.
Salatino P.
Samoylov O.
Sanchez Garcia E.
Sandford E.
Sanfilippo S.
Sangiorgio V.A.
Santacroce V.
Santone D.
Santorelli R.
Santucci A.
Savarese C.
Scapparone E.
Schlitzer B.
Scioli G.
Semenov D.A.
Shaw B.
Shchagin A.
Sheshukov A.
Simeone M.
Skensved P.
Skorokhvatov M.D.
Smirnov O.
Smith B.
Sokolov A.
Stefanizzi R.
Steri A.
Stracka S.
Strickland V.
Stringer M.
Sulis S.
Suvorov Y.
Szelc A.M.
Szucs-Balazs J.Z.
Tartaglia R.
Testera G.
Thorpe T.N.
Tonazzo A.
Torres-Lara S.
Tosti S.
Tricomi A.
Tuveri M.
Unzhakov E.V.
Usai G.
Vallivilayil John T.
Vescovi S.
Viant T.
Viel S.
Vishneva A.
Vogelaar R.B.
Wada M.
Wang H.
Wang Y.
Westerdale S.
Wheadon R.J.
Williams L.
M.Wojcik M.
Wojcik M.
Xiao X.
Yang C.
Zani A.
Zenobio F.
Zichichi A.
Zuzel G.
Zykova M.P.
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585))
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
DarkSide-20k
Agnes, P.
Albergo, S.
Albuquerque, I. F. M.
Alexander, T.
Alici, A.
Alton, A. K.
Amaudruz, P.
Arba, M.
Arpaia, P.
Arcelli, S.
Ave, M.
Avetissov, I. C.
Avetisov, R. I.
Azzolini, O.
Back, H. O.
Balmforth, Z.
Barbarian, V.
Barrado Olmedo, A.
Barrillon, P.
Basco, A.
Batignani, G.
Bondar, A.
Bonivento, W. M.
Borisova, E.
Bottino, B.
Boulay, M. G.
Buccino, G.
Bussino, S.
Busto, J.
Buzulutskov, A.
Cadeddu, M.
Cadoni, M.
Caminata, A.
Canesi, E. V.
Canci, N.
Cappello, G.
Caravati, M.
Cardenas-Montes, M.
Cargioli, N.
Carlini, M.
Carnesecchi, F.
Castello, P.
Castellani, A.
Catalanotti, S.
Cataudella, V.
Cavalcante, P.
Cavuoti, S.
Cebrian, S.
Cela Ruiz, J. M.
Celano, B.
Chashin, S.
Chepurnov, A.
Cicalo, C.
Cifarelli, L.
Cintas, D.
Coccetti, F.
Cocco, V.
Colocci, M.
Conde Vilda, E.
Consiglio, L.
Copello, S.
Corning, J.
Covone, G.
Czudak, P.
D'Aniello, M.
D'Auria, S.
Da Rocha Rolo, M. D.
Dadoun, O.
Daniel, M.
Davini, S.
De Candia, A.
De Cecco, S.
De Falco, A.
De Filippis, G.
De Gruttola, D.
De Guido, G.
De Rosa, G.
Della Valle, M.
Dellacasa, G.
De Pasquale, S.
Derbin, A. V.
Devoto, A.
Di Noto, L.
Di Eusanio, F.
Dionisi, C.
Di Stefano, P.
Dolganov, G.
Dongiovanni, D.
Dordei, F.
Downing, M.
Erjavec, T.
Falciano, S.
Farenzena, S.
Fernandez Diaz, M.
Filip, C.
Fiorillo, G.
Franceschi, A.
Franco, D.
Frolov, E.
Funicello, N.
Gabriele, F.
Galbiati, C.
Garbini, M.
Garcia Abia, P.
Gendotti, A.
Ghiano, C.
Giampaolo, R. A.
Giganti, C.
Giorgi, M. A.
Giovanetti, G. K.
Gligan, M. L.
Goicoechea Casanueva, V.
Gola, A.
Goretti, A. M.
Graciani Diaz, R.
Grigoriev, G. Y.
Grobov, A.
Gromov, M.
Guan, M.
Guerzoni, M.
Guetti, M.
Gulino, M.
Guo, C.
Hackett, B. R.
Hallin, A.
Haranczyk, M.
Hill, S.
Horikawa, S.
Hubaut, F.
Hugues, T.
Hungerford, E. V.
Ianni, A.
Ippolito, V.
James, C. C.
Jillings, C.
Kachru, P.
Kemp, A. A.
Kendziora, C. L.
Keppel, G.
Khomyakov, A. V.
Kish, A.
Kochanek, I.
Kondo, K.
Korga, G.
Kubankin, A.
Kugathasan, R.
Kuss, M.
Kuzniak, M.
La Commara, M.
La Delfa, L.
La Grasta, D.
Lai, M.
Lami, N.
Langrock, S.
Leyton, M.
Li, X.
Lidey, L.
Lippi, F.
Lissia, M.
Longo, G.
Maccioni, N.
Machulin, I. N.
Mapelli, L.
Marasciulli, A.
Margotti, A.
Mari, S. M.
Maricic, J.
Marinelli, M.
Martinez, M.
Martinez Rojas, A. D.
Martini, A.
Mascia, M.
Masetto, M.
Masoni, A.
Mazzi, A.
Mcdonald, A. B.
Mclaughlin, J.
Messina, A.
Meyers, P. D.
Miletic, T.
Milincic, R.
Miola, R.
Moggi, A.
Moharana, A.
Moioli, S.
Monroe, J.
Morisi, S.
Morrocchi, M.
Mozhevitina, E. N.
Mroz, T.
Muratova, V. N.
Murenu, A.
Muscas, C.
Musenich, L.
Musico, P.
Nania, R.
Napolitano, T.
Navrer Agasson, A.
Nessi, M.
Nikulin, I.
Nowak, J.
Oleinik, A.
Oleynikov, V.
Pagani, L.
Pallavicini, M.
Palmas, S.
Pandola, L.
Pantic, E.
Paoloni, E.
Paternoster, G.
Pegoraro, P. A.
Pellegrini, L. A.
Pellegrino, C.
Pelczar, K.
Perotti, F.
Pesudo, V.
Picciau, E.
Pietropaolo, F.
Pinna, T.
Pocar, A.
Podda, P.
Poehlmann, D. M.
Pordes, S.
Poudel, S. S.
Pralavorio, P.
Price, D.
Raffaelli, F.
Ragusa, F.
Ramirez, A.
Razeti, M.
Razeto, A.
Renshaw, A. L.
Rescia, S.
Rescigno, M.
Resnati, F.
Retiere, F.
Rignanese, L. P.
Ripoli, C.
Rivetti, A.
Rode, J.
Romero, L.
Rossi, M.
Rubbia, A.
Rucaj, M.
Sabiu, G. M.
Salatino, P.
Samoylov, O.
Sanchez Garcia, E.
Sandford, E.
Sanfilippo, S.
Sangiorgio, V. A.
Santacroce, V.
Santone, D.
Santorelli, R.
Santucci, A.
Savarese, C.
Scapparone, E.
Schlitzer, B.
Scioli, G.
Semenov, D. A.
Shaw, B.
Shchagin, A.
Sheshukov, A.
Simeone, M.
Skensved, P.
Skorokhvatov, M. D.
Smirnov, O.
Smith, B.
Sokolov, A.
Stefanizzi, R.
Steri, A.
Stracka, S.
Strickland, V.
Stringer, M.
Sulis, S.
Suvorov, Y.
Szelc, A. M.
Szucs-Balazs, J. Z.
Tartaglia, R.
Testera, G.
Thorpe, T. N.
Tonazzo, A.
Torres-Lara, S.
Tosti, S.
Tricomi, A.
Tuveri, M.
Unzhakov, E. V.
Usai, G.
Vallivilayil John, T.
Vescovi, S.
Viant, T.
Viel, S.
Vishneva, A.
Vogelaar, R. B.
Wada, M.
Wang, H.
Wang, Y.
Westerdale, S.
Wheadon, R. J.
Williams, L.
M. Wojcik, M.
Wojcik, M.
Xiao, X.
Yang, C.
Zani, A.
Zenobio, F.
Zichichi, A.
Zuzel, G.
Zykova, M. P.
Avetissov, I. Ch.
Cárdenas-Montes, M.
Cicalò, C.
D’Aniello, M.
D’Auria, S.
Ianni, An.
Kuźniak, M.
Martínez, M.
Mróz, T.
Sánchez García, E.
Wojcik, Ma. M.
Wojcik, Ma.
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018)
Source :
Eur.Phys.J.C, Eur.Phys.J.C, 2021, 81 (4), pp.359. ⟨10.1140/epjc/s10052-021-09121-9⟩
Publication Year :
2021

Abstract

Aria is a plant hosting a ${350}\,\hbox {m}$ cryogenic isotopic distillation column, the tallest ever built, which is being installed 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. It was designed to reduce the isotopic abundance of ${^{39}\hbox {Ar}}$ in argon extracted from underground sources, called Underground Argon (UAr), which is used for dark-matter searches. Indeed, ${^{39}\hbox {Ar}}$ is a $\beta $-emitter of cosmogenic origin, whose activity poses background and pile-up concerns in the detectors. 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 the isotopic cryogenic distillation of nitrogen with a prototype plant. 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.

Subjects

Subjects :
Astrophysics and Astronomy
Physics - Instrumentation and Detectors
Physics::Instrumentation and Detectors
FOS: Physical sciences
isotopic distillation argon cryogenic
Instrumentation and Detectors (physics.ins-det)
dark matter: detector
fabrication
argon: nuclide
astro-ph.IM
dark-matter, DarkSide-20k, Argon
cryogenics
pile-up
[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det]
Detectors and Experimental Techniques
Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics
Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM)
physics.ins-det
performance

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Eur.Phys.J.C, Eur.Phys.J.C, 2021, 81 (4), pp.359. ⟨10.1140/epjc/s10052-021-09121-9⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ab6d20242782af6971a4ff74b3ead9c0
Full Text :
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09121-9⟩
Full Text Access
View/download PDF

Tools

Authors Abstract Subjects Details