Il CERN partecipa a un progetto, chiamato ARIA, per la costruzione di una torre di distillazione alta 350 metri che sarà utilizzata per purificare l'argon liquido (LAr) per scopi scientifici e, in una seconda fase, uso medico.

La torre piena, composto da 28 moduli uguali più un modulo speciale superiore (condensatore) e uno inferiore (ribollitore), sarà installato in un sito minerario dismesso in Sardegna, Italia. Il progetto è guidato dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ed è stato avviato per fornire l'argon più puro possibile all'esperimento internazionale sulla materia oscura DarkSide presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN.

DarkSide è una camera di proiezione temporale a doppia fase liquido-argon che mira a rilevare il possibile passaggio di una particella di materia oscura sotto forma di una particella massiva a interazione debole (WIMP) quando colpisce i nuclei di argon contenuti nel rivelatore. Poiché si prevede che questa interazione WIMP-nuclei sia estremamente rara, il rivelatore deve contenere solo l'argon più puro possibile, per non produrre accidentalmente un segnale spurio.

ARIA è stata progettata per produrre questo argon purissimo. L'argon atmosferico contiene molte "impurità" come acqua, ossigeno, cripto e argon-39, un isotopo di argon, che sono tutte fonti di segnali indesiderati. L'argon da fonti sotterranee è già esaurito dall'isotopo argon-39 di un fattore 1400, ma questo non è ancora abbastanza per la ricerca sulla materia oscura. ARIA è progettata per purificare l'argon sotterraneo di un ulteriore fattore 100, lasciando solo l'isotopo radio-stabile argon-40, sfruttando un principio fisico molto semplice:i due isotopi hanno volatilità diversa, il che significa che l'argon-39 vaporizzerà più velocemente dell'argon-40 perché ha un nucleone in meno nel suo nucleo.

Il gas argon viene iniettato nella parte superiore della colonna, dove il condensatore lo trasforma in argon liquido. L'argon liquefatto inizia a cadere attraverso una serie di filtri distribuiti lungo la colonna, dove si purifica progressivamente. In fondo, la caldaia ritrasforma l'argon liquido in gas e attraverso una serie di tubi lo riporta al condensatore, dove ricomincia il processo. Poiché la distillazione avviene a temperature criogeniche, l'intero processo avviene all'interno di un criostato isolato sotto vuoto.

I moduli di ARIA sono in costruzione a Polaris, un'azienda alle porte di Milano, Italia. I moduli vengono poi portati al CERN, dove, uno per uno, sono in fase di test di tenuta dal vuoto, Gruppo Superfici e Rivestimenti (VSC) del Dipartimento Tecnologico. Di venerdì, 24 novembre, i moduli superiore e inferiore più un modulo standard sono stati portati nell'Edificio 180 e allineati per verificarne con precisione l'allineamento, geometria e interfacce di interconnessione, prima della saldatura. Dopodichè, i tre moduli saranno portati in Sardegna, dove verranno assemblati in verticale, inizialmente fuori terra, per iniziare a funzionare e per testare la loro funzionalità prima di montare la colonna completa nel pozzo della miniera.

ARIA dovrebbe essere completamente assemblato entro la fine del 2018 e iniziare le operazioni nel 2019. Una volta che la tecnica è stata dimostrata, molti altri componenti dell'aria, come ossigeno-18, azoto-15 e carbonio-13, potrebbe essere distillato applicando lo stesso processo. Questi elementi hanno importanti applicazioni in molti campi della ricerca e della tecnologia, comprese le tecniche diagnostiche per l'individuazione del cancro.