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

Collaboration, Darkside; 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.; 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.; M. C.,; 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.; Cical, 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, 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.; Mart, M.; Martinez Rojas, A. D.; 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.; 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.; E. S.,; 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.; 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.; Wojcik, Ma. M.; Wojcik, Ma.; Xiao, X.; Yang, C.; Zani, A.; Zenobio, F.; Zichichi, A.; Zuzel, G.; Zykova, M. P.

doi:10.1140/epjc/s10052-021-09121-9

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 $eta$-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.

Separating $^{39}$Ar from $^{40}$Ar by cryogenic distillation with Aria for dark matter searches / Collaboration, Darkside; 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.; 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.; C., 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.; Cical, 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, 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.; Mart, M.; Martinez Rojas, A. D.; 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.; 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.; S., 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.; 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.; Wojcik, Ma. M.; Wojcik, Ma.; Xiao, X.; Yang, C.; Zani, A.; Zenobio, F.; Zichichi, A.; Zuzel, G.; Zykova, M. P.. - In: EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6052. - ELETTRONICO. - 81:359(2021). [10.1140/epjc/s10052-021-09121-9]

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DarkSide Collaboration;P. Agnes;S. Albergo;I. F. M. Albuquerque;T. Alexander;A. Alici;A. K. Alton;P. Amaudruz;M. Arba;P. Arpaia;S. Arcelli;M. Ave;I. Ch. Avetissov;R. I. Avetisov;O. Azzolini;H. O. Back;Z. Balmforth;V. Barbarian;A. Barrado Olmedo;P. Barrillon;A. Basco;G. Batignani;A. Bondar;W. M. Bonivento;E. Borisova;B. Bottino;M. G. Boulay;G. Buccino;S. Bussino;J. Busto;A. Buzulutskov;M. Cadeddu;M. Cadoni;A. Caminata;E. V. Canesi;N. Canci;G. Cappello;M. Caravati;M. C;N. Cargioli;M. Carlini;F. Carnesecchi;P. Castello;A. Castellani;S. Catalanotti;V. Cataudella;P. Cavalcante;S. Cavuoti;S. Cebrian;J. M. Cela Ruiz;B. Celano;S. Chashin;A. Chepurnov;C. Cical;L. Cifarelli;D. Cintas;F. Coccetti;V. Cocco;M. Colocci;E. Conde Vilda;L. Consiglio;S. Copello;J. Corning;G. Covone;P. Czudak;M. D'Aniello;S. D'Auria;M. D. Da Rocha Rolo;O. Dadoun;M. Daniel;S. Davini;A. De Candia;S. De Cecco;A. De Falco;G. De Filippis;D. De Gruttola;G. De Guido;G. De Rosa;M. Della Valle;G. Dellacasa;S. De Pasquale;A. V. Derbin;A. Devoto;L. Di Noto;F. Di Eusanio;C. Dionisi;P. Di Stefano;G. Dolganov;D. Dongiovanni;F. Dordei;M. Downing;T. Erjavec;S. Falciano;S. Farenzena;M. Fernandez Diaz;C. Filip;G. Fiorillo;A. Franceschi;D. Franco;E. Frolov;N. Funicello;F. Gabriele;C. Galbiati;M. Garbini;P. Garcia Abia;A. Gendotti;C. Ghiano;R. A. Giampaolo;C. Giganti;M. A. Giorgi;G. K. Giovanetti;M. L. Gligan;V. Goicoechea Casanueva;A. Gola;A. M. Goretti;R. Graciani Diaz;G. Y. Grigoriev;A. Grobov;M. Gromov;M. Guan;M. Guerzoni;M. Guetti;M. Gulino;C. Guo;B. R. Hackett;A. Hallin;M. Haranczyk;S. Hill;S. Horikawa;F. Hubaut;T. Hugues;E. V. Hungerford;An. Ianni;V. Ippolito;C. C. James;C. Jillings;P. Kachru;A. A. Kemp;C. L. Kendziora;G. Keppel;A. V. Khomyakov;S. Kim;A. Kish;I. Kochanek;K. Kondo;G. Korga;A. Kubankin;R. Kugathasan;M. Kuss;M. Kuźniak;M. La Commara;L. La Delfa;D. La Grasta;M. Lai;N. Lami;S. Langrock;M. Leyton;X. Li;L. Lidey;F. Lippi;M. Lissia;G. Longo;N. Maccioni;I. N. Machulin;L. Mapelli;A. Marasciulli;A. Margotti;S. M. Mari;J. Maricic;M. Marinelli;M. Mart;A. D. Martinez Rojas;A. Martini;C. J. Martoff;M. Mascia;M. Masetto;A. Masoni;A. Mazzi;A. B. McDonald;J. Mclaughlin;A. Messina;P. D. Meyers;T. Miletic;R. Milincic;R. Miola;A. Moggi;A. Moharana;S. Moioli;J. Monroe;S. Morisi;M. Morrocchi;E. N. Mozhevitina;T. Mr;V. N. Muratova;A. Murenu;C. Muscas;L. Musenich;P. Musico;R. Nania;T. Napolitano;A. Navrer Agasson;M. Nessi;I. Nikulin;J. Nowak;A. Oleinik;V. Oleynikov;L. Pagani;M. Pallavicini;S. Palmas;L. Pandola;E. Pantic;E. Paoloni;G. Paternoster;P. A. Pegoraro;L. A. Pellegrini;C. Pellegrino;K. Pelczar;F. Perotti;V. Pesudo;E. Picciau;F. Pietropaolo;T. Pinna;A. Pocar;P. Podda;D. M. Poehlmann;S. Pordes;S. S. Poudel;P. Pralavorio;D. Price;F. Raffaelli;F. Ragusa;A. Ramirez;M. Razeti;A. Razeto;A. L. Renshaw;S. Rescia;M. Rescigno;F. Resnati;F. Retiere;L. P. Rignanese;C. Ripoli;A. Rivetti;J. Rode;L. Romero;M. Rossi;A. Rubbia;M. Rucaj;G. M. Sabiu;P. Salatino;O. Samoylov;E. S;E. Sandford;S. Sanfilippo;V. A. Sangiorgio;V. Santacroce;D. Santone;R. Santorelli;A. Santucci;C. Savarese;E. Scapparone;B. Schlitzer;G. Scioli;D. A. Semenov;B. Shaw;A. Shchagin;A. Sheshukov;M. Simeone;P. Skensved;M. D. Skorokhvatov;O. Smirnov;B. Smith;A. Sokolov;R. Stefanizzi;A. Steri;S. Stracka;V. Strickland;M. Stringer;S. Sulis;Y. Suvorov;A. M. Szelc;J. Z. Zsücs-Balázs;R. Tartaglia;G. Testera;T. N. Thorpe;A. Tonazzo;S. Torres-Lara;S. Tosti;A. Tricomi;M. Tuveri;E. V. Unzhakov;G. Usai;T. Vallivilayil John;S. Vescovi;T. Viant;S. Viel;A. Vishneva;R. B. Vogelaar;M. Wada;H. Wang;Y. Wang;S. Westerdale;R. J. Wheadon;L. Williams;Ma. M. Wojcik;Ma. Wojcik;X. Xiao;C. Yang;A. Zani;F. Zenobio;A. Zichichi;G. Zuzel;M. P. Zykova

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	Anno del prodotto
	
				2021
			
	Codice DOI
	
				https://dx.doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09121-9
			
	Titolo della Rivista
	
				EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS
			
	Appare nelle tipologie
	
				1.1 Articolo in rivista

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