Upper limit on the cosmic-ray photon fraction at EeV energies from the Pierre Auger Observatory

J. Abraham P. Abreu M. Aglietta C. Aguirre E.J. Ahn D. Allard 1 I. Allekotte J. Allen P. Allison J. Alvarez-Muniz M. Ambrosio L. Anchordoqui S. Andringa A. Anzalone C. Aramo S. Argiro K. Arisaka F. Arneodo F. Arqueros T. Asch H. Asorey P. Assis J. Aublin 2 M. Ave G. Avila T. Bäcker D. Badagnani K.B. Barber A.F. Barbosa S.L.C. Barroso B. Baughman P. Bauleo J.J. Beatty T. Beau 3 B.R. Becker K.H. Becker A. Bellétoile 4 J.A. Bellido S. Benzvi C. Berat 4 P. Bernardini X. Bertou P.L. Biermann P. Billoir 2 O. Blanch-Bigas 2 F. Blanco C. Bleve H. Blümer M. Bohacova C. Bonifazi 2 R. Bonino J. Brack P. Brogueira W.C. Brown R. Bruijn P. Buchholz A. Bueno R.E. Burton N.G. Busca 3 K.S. Caballero-Mora L. Caramete R. Caruso W. Carvalho A. Castellina O. Catalano L. Cazon R. Cester J. Chauvin 4 A. Chiavassa J.A. Chinellato A. Chou J. Chudoba J. Chye R.W. Clay E. Colombo R. Conceiçao B. Connolly F. Contreras J. Coppens A. Cordier 5 U. Cotti S. Coutu C.E. Covault A. Creusot A. Criss J. Cronin A. Curutiu S. Dagoret-Campagne 5 K. Daumiller B.R. Dawson R.M. de Almeida M. de Domenico C. de Donato S.J. de Jong G. de la Vega W.J.M. de Mello Junior J.R.T. de Mello Neto I. de Mitri V. de Souza G. Decerprit 3 L. del Peral O. Deligny 6 A. Della Selva C. Delle Fratte H. Dembinski C. Di Giulio J.C. Diaz P.N. Diep C. Dobrigkeit J.C. d'Olivo P.N. Dong D. Dornic 6 A. Dorofeev J.C. dos Anjos M.T. Dova D. d'Urso I. Dutan M.A. Duvernois R. Engel M. Erdmann C.O. Escobar A. Etchegoyen P. Facal San Luis H. Falcke G. Farrar A.C. Fauth N. Fazzini F. Ferrer A. Ferrero B. Fick A. Filevich A. Filipcic I. Fleck S. Fliescher C.E. Fracchiolla E.D. Fraenkel W. Fulgione R.F. Gamarra S. Gambetta B. Garcıa D. Garcıa Gamez D. Garcia-Pinto X. Garrido 5 G. Gelmini H. Gemmeke P.L. Ghia U. Giaccari M. Giller H. Glass L.M. Goggin M.S. Gold G. Golup F. Gomez M. Gomez Berisso P. Gonçalves M. Gonçalves Do Amaral D. Gonzalez J.G. Gonzalez D. Gora A. Gorgi P. Gouffon S. Grebe M. Grigat A.F. Grillo Y. Guardincerri F. Guarino G.P. Guedes J. Gutiérrez J.D. Hague V. Halenka P. Hansen D. Harari S. Harmsma J.L. Harton A. Haungs M.D. Healy T. Hebbeker G. Hebrero D. Heck C. Hojvat V.C. Holmes P. Homola J.R. Hörandel A. Horneffer M. Hrabovsky T. Huege M. Hussain M. Iarlori A. Insolia F. Ionita A. Italiano S. Jiraskova M. Kaducak 6 K.H. Kampert T. Karova P. Kasper 6 Balázs Kégl 5 B. Keilhauer E. Kemp R.M. Kieckhafer H.O. Klages M. Kleifges J. Kleinfeller R. Knapik J. Knapp D.H. Koang 4 A. Krieger O. Krömer D. Kruppke D. Kuempel N. Kunka A. Kusenko G. La Rosa C. Lachaud 1 B.L. Lago M.S.A.B. Leao D. Lebrun 4 P. Lebrun 6 J. Lee M.A. Leigui de Oliveira A. Lemiere 6 A. Letessier-Selvon 2 M. Leuthold I. Lhenry-Yvon R. Lopez A. Lopez Agüera J. Lozano Bahilo A. Lucero R. Luna Garcıa M.C. Maccarone C. Macolino S. Maldera D. Mandat P. Mantsch A.G. Mariazzi I.C. Maris H.R. Marquez Falcon D. Martello J. Martınez O. Martınez Bravo H.J. Mathes J. Matthews J.A.J. Matthews G. Matthiae D. Maurizio P.O. Mazur M. Mcewen R.R. Mcneil G. Medina-Tanco M. Melissas D. Melo E. Menichetti A. Menshikov R. Meyhandan M.I. Micheletti G. Miele W. Miller L. Miramonti S. Mollerach M. Monasor D. Monnier Ragaigne 5 F. Montanet 4 B. Morales C. Morello J.C. Moreno C. Morris M. Mostafa S. Mueller M.A. Muller R. Mussa G. Navarra J.L. Navarro S. Navas P. Necesal L. Nellen C. Newman-Holmes 6 D. Newton P.T. Nhung N. Nierstenhoefer D. Nitz D. Nosek L. Nozka J. Oehlschläger A. Olinto V.M. Olmos-Gilbaja M. Ortiz F. Ortolani N. Pacheco D. Pakk Selmi-Dei M. Palatka J. Pallotta G. Parente E. Parizot 1 S. Parlati S. Pastor M. Patel T. Paul V. Pavlidou K. Payet 4 M. Pech J. Pekala R. Pelayo I.M. Pepe L. Perrone R. Pesce E. Petermann S. Petrera P. Petrinca A. Petrolini Y. Petrov J. Petrovic C. Pfendner A. Pichel R. Piegaia T. Pierog M. Pimenta T. Pinto V. Pirronello O. Pisanti M. Platino J. Pochon V.H. Ponce M. Pontz P. Privitera M. Prouza E.J. Quel J. Rautenberg D. Ravignani A. Redondo S. Reucroft Benoît Revenu 7 F.A.S. Rezende J. Ridky S. Riggi M. Risse C. Rivière 4 V. Rizi C. Robledo G. Rodriguez J. Rodriguez Martino J. Rodriguez Rojo I. Rodriguez-Cabo M.D. Rodrıguez-Frıas G. Ros J. Rosado M. Roth B. Rouillé-d'Orfeuil 3 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 N. Scharf V. Scherini H. Schieler P. Schiffer A. Schmidt F. Schmidt T. Schmidt O. Scholten H. Schoorlemmer J. Schovancova P. Schovanek F. Schroeder S. Schulte F. Schüssler D. Schuster S.J. Sciutto M. Scuderi A. Segreto D.V. Semikoz 8 M. Settimo R.C. Shellard I. Sidelnik B.B. Siffert N. Smetniansky de Grande A. Smia Lkowski R. Smıda B.E. Smith G.R. Snow P. Sommers J. Sorokin H. Spinka R. Squartini E. Strazzeri A. Stutz 4 F. Suarez T. Suomijärvi A.D. Supanitsky M.S. Sutherland J. Swain Z. Szadkowski A. Tamashiro A. Tamburro T. Tarutina O. Tascau R. Tcaciuc D. Tcherniakhovski N.T. Thao D. Thomas R. Ticona J. Tiffenberg C. Timmermans W. Tkaczyk C.J. Todero Peixoto B. Tomé A. Tonachini I. Torres P. Travnicek D.B. Tridapalli G. Tristram 3 E. Trovato V. Tuci M. Tueros R. Ulrich M. Unger Martin Urban 5 J.F. Valdés Galicia I. Valino L. Valore A.M. van den Berg R.A. Vazquez D. Veberic A. Velarde T. Venters V. Verzi M. Videla L. Villasenor S. Vorobiov L. Voyvodic 6 H. Wahlberg P. Wahrlich O. Wainberg D. Warner A.A. Watson S. Westerhoff B.J. Whelan G. Wieczorek L. Wiencke B. Wilczynska H. Wilczynski C. Wileman M.G. Winnick H. Wu 5 B. Wundheiler P. Younk G. Yuan E. Zas D. Zavrtanik M. Zavrtanik I. Zaw A. Zepeda M. Ziolkowski
Abstract : From direct observations of the longitudinal development of ultra-high energy air showers performed with the Pierre Auger Observatory, upper limits of 3.8%, 2.4%, 3.5% and 11.7% (at 95% c.l.) are obtained on the fraction of cosmic-ray photons above 2, 3, 5 and 10 EeV (1 EeV = 10^18 eV) respectively. These are the first experimental limits on ultra-high energy photons at energies below 10 EeV. The results complement previous constraints on top-down models from array data and they reduce systematic uncertainties in the interpretation of shower data in terms of primary flux, nuclear composition and proton-air cross-section.
Complete list of metadatas

Cited literature [8 references]  Display  Hide  Download

http://hal.in2p3.fr/in2p3-00377122
Contributor : Emmanuelle Vernay <>
Submitted on : Tuesday, March 29, 2016 - 4:09:14 PM
Last modification on : Tuesday, May 14, 2019 - 10:32:57 AM
Long-term archiving on : Thursday, June 30, 2016 - 4:31:17 PM

File

PEER_stage2_10.1016%2Fj.astrop...
Files produced by the author(s)

Identifiers

Citation

J. Abraham, P. Abreu, M. Aglietta, C. Aguirre, E.J. Ahn, et al.. Upper limit on the cosmic-ray photon fraction at EeV energies from the Pierre Auger Observatory. Astroparticle Physics, Elsevier, 2009, 31, pp.399-406. ⟨10.1016/j.astropartphys.2009.04.003⟩. ⟨in2p3-00377122⟩

Share

Metrics

Record views

598

Files downloads

417