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; 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; 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; B.R. Becker; K.H. Becker; A. Bellétoile; J.A. Bellido; S. Benzvi; C. Berat; P. Bernardini; X. Bertou; P.L. Biermann; P. Billoir; O. Blanch-Bigas; F. Blanco; C. Bleve; H. Blümer; M. Bohacova; C. Bonifazi; R. Bonino; J. Brack; P. Brogueira; W.C. Brown; R. Bruijn; P. Buchholz; A. Bueno; R.E. Burton; N.G. Busca; K.S. Caballero-Mora; L. Caramete; R. Caruso; W. Carvalho; A. Castellina; O. Catalano; L. Cazon; R. Cester; J. Chauvin; 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; 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; 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; L. del Peral; O. Deligny; 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; 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; 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; K.H. Kampert; T. Karova; P. Kasper; Balázs Kégl; B. Keilhauer; E. Kemp; R.M. Kieckhafer; H.O. Klages; M. Kleifges; J. Kleinfeller; R. Knapik; J. Knapp; D.H. Koang; A. Krieger; O. Krömer; D. Kruppke; D. Kuempel; N. Kunka; A. Kusenko; G. La Rosa; C. Lachaud; B.L. Lago; M.S.A.B. Leao; D. Lebrun; P. Lebrun; J. Lee; M.A. Leigui de Oliveira; A. Lemiere; A. Letessier-Selvon; 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; F. Montanet; 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; 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; S. Parlati; S. Pastor; M. Patel; T. Paul; V. Pavlidou; K. Payet; 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; F.A.S. Rezende; J. Ridky; S. Riggi; M. Risse; C. Rivière; 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; 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; 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; 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; E. Trovato; V. Tuci; M. Tueros; R. Ulrich; M. Unger; Martin Urban; 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; 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; B. Wundheiler; P. Younk; G. Yuan; E. Zas; D. Zavrtanik; M. Zavrtanik; I. Zaw; A. Zepeda; M. Ziolkowski

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

1 APC - AHE - APC - Astrophysique des Hautes Energies

APC - UMR 7164 - AstroParticule et Cosmologie, Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna

2 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies

3 APC - UMR 7164 - AstroParticule et Cosmologie

4 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie

5 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire

6 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay

7 SUBATECH - Laboratoire SUBATECH Nantes

8 APC - THEORIE

APC - UMR 7164 - AstroParticule et Cosmologie, Institut für theoretische Physik

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.

Document type :

Journal articles

Domain :

Physics [physics] / Astrophysics [astro-ph] / High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]

Sciences of the Universe [physics] / Astrophysics [astro-ph] / High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]

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 : Sunday, November 3, 2019 - 7:18:02 AM
Long-term archiving on : Thursday, June 30, 2016 - 4:31:17 PM

PEER_stage2_10.1016%2Fj.astrop...

Files produced by the author(s)

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

File

Identifiers

Collections

Citation

Export

Metrics

610

444

Contact

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

File

Identifiers

Collections

Citation

Export

Share

Metrics

610

444

Contact