Upper limit on the cosmic-ray photon flux above 1019 eV using the surface detector of the Pierre Auger Observatory

6533b86cfe1ef96bd12c8298

RESEARCH PRODUCT

Upper limit on the cosmic-ray photon flux above 1019 eV using the surface detector of the Pierre Auger Observatory

J. Abraham P. Abreu M. Aglietta C. Aguirre D. Allard I. Allekotte J. Allen P. Allison J. Alvarez Muniz M. Ambrosio L. Anchordoqui S. Andringa A. Anzalone C. Aramo Stefano Argiro'K. Arisaka E. Armengaud F. Arneodo F. Arqueros T. Asch H. Asorey P. Assis B. S. Atulugama J. Aublin M. Ave G. Avila T. Baecker D. Badagnani A. F. Barbosa D. Barnhill S. L. C. Barroso P. Bauleo J. J. Beatty T. Beau B. R. Becker K. H. Becker J. A. Bellido S. Benzvi C. Berat T. Bergmann P. Bernardini X. Bertou P. L. Biermann P. Billoir O. Blanch Bigas F. Blanco P. Blasi C. Bleve H. Biuemer M. Bohacova C. Bonifazi Raffaella Bonino M. Boratav J. Brack P. Brogueira W. C. Brown P. Buchholz A. Bueno R. E. Burton N. G. Busca K. S. Caballero Mora B. Cai D. V. Camin L. Caramete R. Caruso W. Carvalho A. Castellina O. Catalano G. Cataldi L. Cazon Rosanna Cester J. Chauvin Andrea Chiavassa J. A. Chinellato A. Chou J. Chye P. D. J. Clark R. W. Clay E. Colombo R. Conceicao B. Connolly F. Contreras J. Coppens A. Cordier U. Cotti S. Coutu C. E. Covault A. Creusot A. Criss J. Cronin A. Curutiu S. Dagoret Campagne K. Daumiller B. R. Dawson R. M. De Almeida C. D. Donato S. J. De Jong G. D. La Vega W. J. M. De Mello J. R.J. R. T. De Mello Neto I. D. Mitri V. D. Souza L. D. Peral O. Deligny A. D. Selva C. D. Fratte H. Dembinski C. D. Giulio J. C. Diaz C. Dobrgkeit J. C. D'olivo D. Dornic A. Dorofeev J. C. Dos Anjos M. T. Dova D. D'urso I. Dutan M. A. Duvernois R. Engel L. Epele M. Erdmann C. O. Escobar A. Etchegoyen P. F. San Luis H. Falcke G. Farrar A. C. Fauth N. Fazzini F. Ferrer S. Ferry B. Fick A. Filevich A. Fllipicic I. Fleck R. Fonte C. E. Fracchiolla W. Fulgione B. Garcia D. G. Gamez D. Garcia Pinto X. Garrido H. Geenen G. Gelmini H. Gemmeke P. L. Ghia M. Giller H. Glass M. S. Gold G. Golup F. G. Albarracin M. G. Berisso R. G. Herrero P. Gonqalves M. G. Do Amaral D. Gonzalez J. G. Gonzalez M. Gonzalez D. Gora Alessio Gorgi P. Gouffon V. Grassi A. F. Grillo C. Grunfeld Y. Guardincerri F. Guarino G. P. Guedes J. Gutierrez J. D. Hague J. C. Hamilton P. Hansen D. Harari S. Harmsma J. L. Harton A. Haungs T. Hauschildt M. D. Healy T. Hebbeker G. Hebrero D. Heck C. Hojvat V. C. Holmes P. Homola J. Hoerandel A. Horneffer M. Horvat M. Hrabovsky T. Huege M. Hussain M. Iarlori A. Insolia F. Ionita A. Italiano M. Kaducak K. H. Kampert T. Karova B. Kegl B. Keilhauer E. Kemp R. M. Kieckhafer H. O. Klages M. Kleifges J. Kleinfeller R. Knapik J. Knapp D. H. Koang A. Krieger O. Kroemer D. Kuempel N. Kunka A. Kusenko G. L. Rosa C. Lachaud B. L. Lago D. Lebrun P. Lebrun J. Lee M. A. Leigui De Oliveira A. Letessier Selvon M. Leuthold I. Lhenry Yvon R. Lopez A. L. Agueera J. L. Bahilo R. L. Garcia M. C. Maccarone C. Macolino S. Maldera G. Mancarella M. E. Mancenido D. Mandat P. Mantsch A. G. Mariazzi I. C. Maris H. R. Marquez Falcon D. Martello J. Martinez O. M. Bravo H. J. Mathes J. Matthews J. A. J. Matthews G. Matthiae D. Maurizio P. O. Mazur T. Mccauley M. Mcewen R. R. Mcneil M. C. Medina G. Medina Tanco A. Meli D. Melo Ezio Menichetti A. Menschikov C. Meurer R. Meyhandan M. I. Micheletti G. Miele W. Miller S. Mollerach M. Monasor D. M. Ragaigne F. Montanet B. Morales C. Morello J. C. Moreno C. Morris M. Mostafa M. A. Muller R. Mussa G. Navarra J. L. Navarro S. Navas P. Necesal L. Nellen C. Newman Holmes D. Newton N. T. Thao N. Nierstenhoefer D. Nitz D. Nosek L. Nozka J. Oehlschlaeger T. Ohnuki A. Olinto V. M. Olmos Gilbaja M. Ortiz F. Ortolani S. Ostapchenko L. Otero N. Pacheco D. P. Selmi Dei M. Palatka J. Pallotta G. Parente E. Parizot S. Parlati S. Pastor M. Patel T. Paul V. Pavlidou K. Payet M. Pech J. Pekala R. Pelayo I. M. Pepe L. Perrone S. Petrera P. Petrinca Y. Petrov P. N. Diep P. N. Dong P. T. Nhung A. Pichel R. Piegaia T. Pierog M. Pimenta T. Pinto V. Pirronello O. Pisanti M. Platino J. Pochon P. Privitera M. Prouza E. J. Quel J. Rautenberg A. Redondo S. Reucroft B. Revenu F. A. S. Rezende J. Ridky S. Riggi M. Risse C. Riviere V. Rizi M. Roberts C. Robledo G. Rodriguez M. D. Rodriguez Frias I. R. Martino J. R. Rojo I. Rodriguez Cabo G. Ros I. Rosado M. Roth C. Roucelle B. Rouille D'orfeuil E. Roulet A. C. Rovero F. Salamida H. Salazar G. Salina F. Sanchez M. Santander C. E. Santo E. M. Santos F. Sarazin S. Sarkar R. Sato V. Scherini H. Schieler A. Schmidt F. Schmidt T. Schmidt O. Scholten P. Schovanek F. Schuessler S. J. Sciutto M. Scudeni A. Segreto D. Semikoz M. Settimo R. C. Shellard I. Sidelnik B. B. Siffert G. Sigl N. S. De Grande A. Smialkowski R. Smida A. G. K. Smith B. E. Smith G. R. Snow P. Sokolsky P. Sommers J. Sorokin H. Spinka R. Squartini E. Strazzeri A. Stutz F. Suarez T. Suomijaervi A. D. Supanitsky M. S. Sutherland J. Swain Z. Szadkowski J. Takahashi A. Tamashiro A. Tamburro O. Tascau R. Tcaciuc D. Thomas R. Ticona J. Tiffenberg C. Timmermans W. Tkaczyk C. J. Todero Peixoto B. Tome Aurelio Siro Tonachini I. Torres D. Torresi P. Travnicek A. Tripathi G. Tristram D. Tscherniakhovski M. Tueros V. Tunnicliffe R. Ulrich M. Unger M. Urban J. F. Valdes Galicia I. Valino L. Valore A. M. Van Den Berg V. V. Elewyck R. A. Vazquez D. Veberic A. Veiga A. Velarde T. Venters V. Verzi M. Videla L. Villasenor S. Vorobiov L. Voyvodic H. Wahlberg O. Wainberg P. Walker D. Warner A. A. Watson S. Westerhoff G. Wieczorek L. Wiencke B. Wilczynska H. Wilczynski C. Wileman M. G. Winnick H. Wu B. Wundheiler T. Yamamoto P. Younk E. Zas D. Zavrtanik M. Zavrtanik A. Zech A. Zepeda M. Holkowski

subject

Photon [SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]Astronomy Flux FOS: Physical sciences Osservatorio Pierre Auger Cosmic ray Fotones Astrophysics Astrophysics 7. Clean energy 01 natural sciences Auger Nuclear physics [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph)Raggi cosmici ultra high energy photons Cascada atmosférica Observatory 0103 physical sciences 010306 general physics Ciencias Exactas Pierre Auger Observatory Physics [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]010308 nuclear & particles physics Astrophysics (astro-ph)Física Astronomy and Astrophysics Pierre Auger Observatory Energia ultra alta Cosmic ray High Energy Physics - Phenomenology Pair production 13. Climate action Fotoni Experimental High Energy Physics ddc:540 flux upper limit Neutrino Sciami atmosferici estesi

description

A method is developed to search for air showers initiated by photons using data recorded by the surface detector of the Auger Observatory. The approach is based on observables sensitive to the longitudinal shower development, the signal risetime and the curvature of the shower front. Applying this method to the data, upper limits on the flux of photons of 3.8 x 10-3, 2.5 x 10-3; and 2.2 x 10-3 km-2 sr-1 yr-1 above 1019 eV, 2 x 1019 eV; and 4 x 1019 eV are derived, with corresponding limits on the fraction of photons being 2.0%, 5.1%, and 31% (all limits at 95% c.l.). These photon limits disfavor certain exotic models of sources of cosmic rays. The results also show that the approach adopted by the Auger Observatory to calibrate the shower energy is not strongly biased by a contamination from photons.

year	journal	country	edition	language
2008-01-01

10.1016/j.astropartphys.2008.01.003 http://hdl.handle.net/2066/72388