Back to Search Start Over

Measurement of isotopic separation of argon with the prototype of the cryogenic distillation plant Aria for dark matter searches

Authors :
E. Aaron
P. Agnes
I. Ahmad
S. Albergo
I. F. M. Albuquerque
T. Alexander
A. K. Alton
P. Amaudruz
M. Atzori Corona
M. Ave
I. Ch. Avetisov
O. Azzolini
H. O. Back
Z. Balmforth
A. Barrado
P. Barrillon
A. Basco
G. Batignani
V. Bocci
W. M. Bonivento
B. Bottino
M. G. Boulay
J. Busto
M. Cadeddu
A. Caminata
N. Canci
A. Capra
S. Caprioli
M. Caravati
N. Cargioli
M. Carlini
P. Castello
P. Cavalcante
S. Cavuoti
S. Cebrian
J. M. Cela Ruiz
S. Chashin
A. Chepurnov
E. Chyhyrynets
L. Cifarelli
D. Cintas
M. Citterio
B. Cleveland
V. Cocco
E. Conde Vilda
L. Consiglio
S. Copello
G. Covone
M. Czubak
M. D’Aniello
S. D’Auria
M. D. Da Rocha Rolo
S. Davini
S. De Cecco
G. De Guido
D. De Gruttola
S. De Pasquale
G. De Rosa
G. Dellacasa
A. V. Derbin
A. Devoto
F. Di Capua
L. Di Noto
P. Di Stefano
G. Dolganov
F. Dordei
E. Ellingwood
T. Erjavec
S. Farenzena
M. Fernandez Diaz
G. Fiorillo
P. Franchini
D. Franco
N. Funicello
F. Gabriele
D. Gahan
C. Galbiati
G. Gallina
G. Gallus
M. Garbini
P. Garcia Abia
A. Gendotti
C. Ghiano
C. Giganti
G. K. Giovanetti
V. Goicoechea Casanueva
A. Gola
G. Grauso
G. Grilli di Cortona
A. Grobov
M. Gromov
M. Guan
M. Guerzoni
M. Gulino
C. Guo
B. R. Hackett
A. L. Hallin
A. Hamer
M. Haranczyk
T. Hessel
S. Hill
S. Horikawa
F. Hubaut
J. Hucker
T. Hugues
An. Ianni
V. Ippolito
C. Jillings
S. Jois
P. Kachru
A. A. Kemp
C. L. Kendziora
M. Kimura
I. Kochanek
K. Kondo
G. Korga
S. Koulosousas
A. Kubankin
M. Kuss
M. Kuźniak
M. La Commara
M. Lai
N. Lami
E. Le Guirriec
E. Leason
A. Leoni
L. Lidey
F. Lippi
M. Lissia
L. Luzzi
O. Lychagina
N. Maccioni
O. Macfadyen
I. N. Machulin
S. Manecki
I. Manthos
L. Mapelli
A. Margotti
S. M. Mari
C. Mariani
J. Maricic
A. Marini
M. Martínez
C. J. Martoff
M. Mascia
A. Masoni
G. Matteucci
K. Mavrokoridis
C. Maxia
A. B. McDonald
A. Messina
R. Milincic
A. Mitra
A. Moharana
S. Moioli
J. Monroe
E. Moretti
M. Morrocchi
T. Mróz
V. N. Muratova
C. Muscas
P. Musico
R. Nania
M. Nessi
K. Nikolopoulos
J. Nowak
K. Olchansky
A. Oleinik
V. Oleynikov
P. Organtini
A. Ortiz de Solórzano
L. Pagani
M. Pallavicini
L. Pandola
E. Pantic
E. Paoloni
G. Paternoster
P. A. Pegoraro
K. Pelczar
L. A. Pellegrini
C. Pellegrino
V. Pesudo
S. Piacentini
L. Pietrofaccia
N. Pino
A. Pocar
D. M. Poehlmann
S. Pordes
P. Pralavorio
D. Price
F. Ragusa
Y. Ramachers
M. Razeti
A. L. Renshaw
M. Rescigno
F. Retiere
L. P. Rignanese
C. Ripoli
A. Rivetti
A. Roberts
C. Roberts
J. Rode
G. Rogers
L. Romero
M. Rossi
A. Rubbia
M. A. Sabia
G. M. Sabiu
P. Salomone
E. Sandford
S. Sanfilippo
D. Santone
R. Santorelli
C. Savarese
E. Scapparone
G. Schillaci
F. Schukman
G. Scioli
M. Simeone
P. Skensved
M. D. Skorokhvatov
O. Smirnov
T. Smirnova
B. Smith
F. Spadoni
M. Spangenberg
R. Stefanizzi
A. Steri
V. Stornelli
S. Stracka
M. Stringer
S. Sulis
A. Sung
Y. Suvorov
A. M. Szelc
R. Tartaglia
A. Taylor
J. Taylor
S. Tedesco
G. Testera
K. Thieme
T. N. Thorpe
A. Tonazzo
A. Tricomi
E. V. Unzhakov
T. Vallivilayil John
M. Van Uffelen
T. Viant
S. Viel
R. B. Vogelaar
J. Vossebeld
M. Wada
M. B. Walczak
H. Wang
Y. Wang
S. Westerdale
L. Williams
I. Wingerter-Seez
R. Wojaczyński
Ma. M. Wojcik
T. Wright
Y. Xie
C. Yang
A. Zabihi
P. Zakhary
A. Zani
A. Zichichi
G. Zuzel
M. P. Zykova
DarkSide-20k Collaboration
Source :
European Physical Journal C: Particles and Fields, Vol 83, Iss 5, Pp 1-13 (2023)
Publication Year :
2023
Publisher :
SpringerOpen, 2023.

Abstract

Abstract The Aria cryogenic distillation plant, located in Sardinia, Italy, is a key component of the DarkSide-20k experimental program for WIMP dark matter searches at the INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Italy. Aria is designed to purify the argon, extracted from underground wells in Colorado, USA, and used as the DarkSide-20k target material, to detector-grade quality. In this paper, we report the first measurement of argon isotopic separation by distillation with the 26 m tall Aria prototype. We discuss the measurement of the operating parameters of the column and the observation of the simultaneous separation of the three stable argon isotopes: $${}^{36}\hbox {Ar}$$ 36 Ar , $${}^{38}\textrm{Ar}$$ 38 Ar , and $${}^{40}\textrm{Ar}$$ 40 Ar . We also provide a detailed comparison of the experimental results with commercial process simulation software. This measurement of isotopic separation of argon is a significant achievement for the project, building on the success of the initial demonstration of isotopic separation of nitrogen using the same equipment in 2019.

Details

Language :
English
ISSN :
14346052
Volume :
83
Issue :
5
Database :
Directory of Open Access Journals
Journal :
European Physical Journal C: Particles and Fields
Publication Type :
Academic Journal
Accession number :
edsdoj.9b1250617cec4d2a9ab7851ef92aaaa7
Document Type :
article
Full Text :
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-023-11430-0