Constraints on the diffuse photon flux with energies above 1018 eV using the surface detector of the Telescope Array experiment

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作者：

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机构：

[1] Univ Utah, High Energy Astrophys Inst, Salt Lake City, UT USA

[2] Univ Utah, Dept Phys & Astron, Salt Lake City, UT USA

[3] Saitama Univ, Grad Sch Sci & Engn, Saitama, Saitama, Japan

[4] Tokyo Inst Technol, Grad Sch Sci & Engn, Meguro Ku, Tokyo, Japan

[5] Hanyang Univ, Dept Phys, Seoul, South Korea

[6] Hanyang Univ, Res Inst Nat Sci, Seoul, South Korea

[7] Tokyo Univ Sci, Dept Phys, Noda, Chiba, Japan

[8] Kindai Univ, Dept Phys, Higashiosaka, Osaka, Japan

[9] Univ Libre Bruxelles, Serv Phys Theor, Brussels, Belgium

[10] Univ Tokyo, Inst Cosm Ray Res, Kashiwa, Chiba, Japan

[11] Osaka City Univ, Grad Sch Sci, Osaka, Osaka, Japan

[12] Univ Tokyo, Todai Inst Adv Study, Kavli Inst Phys & Math Universe WPI, Kashiwa, Chiba, Japan

[13] Shinshu Univ, Informat Engn Grad Sch Sci & Technol, Nagano, Nagano, Japan

[14] Kanagawa Univ, Fac Engn, Yokohama, Kanagawa, Japan

[15] Univ Yamanashi, Interdisciplinary Grad Sch Med & Engn, Kofu, Yamanashi, Japan

[16] RIKEN, Astrophys Big Bang Lab, Wako, Saitama, Japan

[17] Sungkyunkwan Univ, Dept Phys, Suwon, South Korea

[18] Tokyo City Univ, Dept Phys, Setagaya Ku, Tokyo, Japan

[19] Russian Acad Sci, Inst Nucl Res, Moscow, Russia

[20] Waseda Univ, Adv Res Inst Sci & Engn, Shinjuku Ku, Tokyo, Japan

[21] Chiba Univ, Dept Phys, Chiba, Chiba, Japan

[22] Ulsan Natl Inst Sci & Technol, Sch Nat Sci, Dept Phys, Ulsan, South Korea

[23] Yonsei Univ, Dept Phys, Seoul, South Korea

[24] Shinshu Univ, Acad Assembly Sch Sci & Technol, Inst Engn, Nagano, Nagano, Japan

[25] Kochi Univ, Fac Sci, Kochi, Kochi, Japan

[26] Ritsumeikan Univ, Dept Phys Sci, Kusatsu, Shiga, Japan

[27] Moscow MV Lomonosov State Univ, Sternberg Astron Inst, Moscow, Russia

[28] Rutgers Univ State Univ New Jersey, Dept Phys & Astron, Piscataway, NJ USA

[29] Univ Tokyo, Earthquake Res Inst, Bunkyo Ku, Tokyo, Japan

[30] Osaka Electrocommun Univ, Fac Engn, Dept Engn Sci, Neyagawa, Osaka, Japan

[31] Hiroshima City Univ, Grad Sch Informat Sci, Hiroshima, Hiroshima, Japan

[32] KEK, Inst Particle & Nucl Studies, Tsukuba, Ibaraki, Japan

[33] Natl Inst Radiol Sci, Chiba, Chiba, Japan

[34] Czech Acad Sci, Inst Phys, CEICO, Prague, Czech Republic

[35] Ewha Womans Univ, Dept Phys, Seoul, South Korea

[36] Ewha Womans Univ, Inst Early Universe, Seoul, South Korea

[37] Ehime Univ, Dept Phys, Matsuyama, Ehime, Japan

[38] Moscow MV Lomonosov State Univ, Fac Phys, Moscow, Russia

来源：

ASTROPARTICLE PHYSICS | 2019年 / 110卷

基金：

俄罗斯科学基金会; 日本学术振兴会; 新加坡国家研究基金会; 美国国家科学基金会;

关键词：

Ultra-high-energy photons; Telescope array experiment; Extensive air showers; COSMIC-RAYS; UPPER LIMIT; SIMULATION; FRACTION; SEARCH;

D O I：

10.1016/j.astropartphys.2019.03.003

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We present the results of the search for ultra-high-energy photons with nine years of data from the Telescope Array surface detector. A multivariate classifier is built upon 16 reconstructed parameters of the extensive air shower. These parameters are related to the curvature and the width of the shower front, the steepness of the lateral distribution function, and the timing parameters of the waveforms sensitive to the shower muon content. A total number of two photon candidates found in the search is fully compatible with the expected background. The 95% CL limits on the diffuse flux of the photons with energies greater than 10(18.0), 10(18.5), 10(19.0), 10(19.5) and 10(20.0) eV are set at the level of 0.067, 0.012, 0.0036, 0.0013, 0.0013 km(-2) yr(-1) sr(-1) correspondingly. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.

引用

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页数：7

共 56 条

[1] A SEARCH FOR POINT SOURCES OF EeV PHOTONS [J].

Aab, A. ;

Abreu, P. ;

Aglietta, M. ;

Ahlers, M. ;

Ahn, E. J. ;

Al Samarai, I. ;

Albuquerque, I. F. M. ;

Allekotte, I. ;

Allen, J. ;

Allison, P. ;

Almela, A. ;

Castillo, J. Alvarez ;

Alvarez-Muniz, J. ;

Batista, R. Alves ;

Ambrosio, M. ;

Aminaei, A. ;

Anchordoqui, L. ;

Andringa, S. ;

Aramo, C. ;

Arqueros, F. ;

Asorey, H. ;

Assis, P. ;

Aublin, J. ;

Ave, M. ;

Avenier, M. ;

Avila, G. ;

Badescu, A. M. ;

Barber, K. B. ;

Baeuml, J. ;

Baus, C. ;

Beatty, J. J. ;

Becker, K. H. ;

Bellido, J. A. ;

Berat, C. ;

Bertou, X. ;

Biermann, P. L. ;

Billoir, P. ;

Blanco, F. ;

Blanco, M. ;

Bleve, C. ;

Bluemer, H. ;

Bohacova, M. ;

Boncioli, D. ;

Bonifazi, C. ;

Bonino, R. ;

Borodai, N. ;

Brack, J. ;

Brancus, I. ;

Brogueira, P. ;

Brown, W. C. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2014, 789 (02)

[2]

Aab A., 2017, JCAP, V1704, P009, DOI [10.1088/1475-7516/2017/04/009, DOI 10.1088/1475-7516/2017/04/009]

[3] First observation of the Greisen-Zatsepin-Kuzmin suppression [J].

Abbasi, R. U. ;

Abu-Zayyad, T. ;

Allen, M. ;

Amman, J. F. ;

Archbold, G. ;

Belov, K. ;

Belz, J. W. ;

Ben Zvi, S. Y. ;

Bergman, D. R. ;

Blake, S. A. ;

Brusova, O. A. ;

Burt, G. W. ;

Cannon, C. ;

Cao, Z. ;

Connolly, B. C. ;

Deng, W. ;

Fedorova, Y. ;

Finley, C. B. ;

Gray, R. C. ;

Hanlon, W. F. ;

Hoffman, C. M. ;

Holzscheiter, M. H. ;

Hughes, G. ;

Huentemeyer, P. ;

Jones, B. F. ;

Jui, C. C. H. ;

Kim, K. ;

Kirn, M. A. ;

Loh, E. C. ;

Maestas, M. M. ;

Manago, N. ;

Marek, L. J. ;

Martens, K. ;

Matthews, J. A. J. ;

Matthews, J. N. ;

Moore, S. A. ;

O'Neill, A. ;

Painter, C. A. ;

Perera, L. ;

Reil, K. ;

Riehle, R. ;

Roberts, M. ;

Rodriguez, D. ;

Sasaki, N. ;

Schnetzer, S. R. ;

Scott, L. M. ;

Sinnis, G. ;

Smith, J. D. ;

Sokolsky, P. ;

Song, C. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 100 (10)

[4] The bursts of high energy events observed by the telescope array surface detector [J].

Abbasi, R. U. ;

Abe, M. ;

Abu-Zayyad, T. ;

Allen, M. ;

Anderson, R. ;

Azuma, R. ;

Barcikowski, E. ;

Belz, J. W. ;

Bergman, D. R. ;

Blake, S. A. ;

Cady, R. ;

Cheon, B. G. ;

Chiba, J. ;

Chikawa, M. ;

Fujii, T. ;

Fukushima, M. ;

Goto, T. ;

Hanlon, W. ;

Hayashi, Y. ;

Hayashida, N. ;

Hibino, K. ;

Honda, K. ;

Ikeda, D. ;

Inoue, N. ;

Ishii, T. ;

Ishimori, R. ;

Ito, H. ;

Ivanov, D. ;

Jui, C. C. H. ;

Kadota, K. ;

Kakimoto, F. ;

Kalashev, O. ;

Kasahara, K. ;

Kawai, H. ;

Kawakami, S. ;

Kawana, S. ;

Kawata, K. ;

Kido, E. ;

Kim, H. B. ;

Kim, J. H ;

Kim, J. H. ;

Kishigami, S. ;

Kitamura, S. ;

Kitamura, Y. ;

Kuzmin, V. ;

Kwon, Y. J. ;

Lan, J. ;

Lundquist, J. P. ;

Machida, K. ;

Martens, K. .

PHYSICS LETTERS A, 2017, 381 (32) :2565-2572

[5]

Abbasi R. U., ARXIV180803680ASTROP

[6]

Abbasi R. U., 2018, J GEOPHYS RES-ATMOS, P123

[7] Search for cross-correlations of ultrahigh-energy cosmic rays with BL Lacertae objects [J].

Abbasi, RU ;

Abu-Zayyad, T ;

Amann, JF ;

Archbold, G ;

Belov, K ;

Belz, JW ;

BenZvi, S ;

Bergman, DR ;

Blake, SA ;

Boyer, JH ;

Burt, GW ;

Cao, Z ;

Connolly, BM ;

Deng, W ;

Fedorova, Y ;

Findlay, J ;

Finley, CB ;

Hanlon, WF ;

Hoffman, CM ;

Holzscheiter, MH ;

Hughes, GA ;

Hüntemeyer, P ;

Jui, CCH ;

Kim, K ;

Kirn, MA ;

Knapp, BC ;

Loh, EC ;

Maestas, MM ;

Manago, N ;

Mannel, EJ ;

Marek, LJ ;

Martens, K ;

Matthews, JAJ ;

Matthews, JN ;

O'Neill, A ;

Painter, CA ;

Perera, L ;

Reil, K ;

Riehle, R ;

Roberts, MD ;

Rodriguez, D ;

Sasaki, M ;

Schnetzer, SR ;

Seman, M ;

Sinnis, G ;

Smith, JD ;

Snow, R ;

Sokolsky, P ;

Springer, RW ;

Stokes, BT .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2006, 636 (02) :680-684

[8] Upper limit on the cosmic-ray photon flux above 1019 eV using the surface detector of the Pierre Auger Observatory [J].

Abraham, J. ;

Abreu, P. ;

Aglietta, M. ;

Aguirre, C. ;

Allard, D. ;

Allekotte, I. ;

Allen, J. ;

Allison, P. ;

Alvarez-Muniz, J. ;

Ambrosio, M. ;

Anchordoqui, L. ;

Andringa, S. ;

Anzalone, A. ;

Aramo, C. ;

Argiro, S. ;

Arisaka, K. ;

Armengaud, E. ;

Arneodo, F. ;

Arqueros, F. ;

Asch, T. ;

Asorey, H. ;

Assis, P. ;

Atulugama, B. S. ;

Aublin, J. ;

Ave, M. ;

Avila, G. ;

Baecker, T. ;

Badagnani, D. ;

Barbosa, A. F. ;

Barnhill, D. ;

Barroso, S. L. C. ;

Bauleo, P. ;

Beatty, J. J. ;

Beau, T. ;

Becker, B. R. ;

Becker, K. H. ;

Bellido, J. A. ;

BenZvi, S. ;

Berat, C. ;

Bergmann, T. ;

Bernardini, P. ;

Bertou, X. ;

Biermann, P. L. ;

Billoir, P. ;

Blanch-Bigas, O. ;

Blanco, F. ;

Blasi, P. ;

Bleve, C. ;

Biuemer, H. ;

Bohacova, M. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2008, 29 (04) :243-256

[9] An upper limit to the photon fraction in cosmic rays above 1019 eV from the Pierre Auger Observatory [J].

Abraham, J. ;

Aglietta, M. ;

Aguirre, C. ;

Allard, D. ;

Allekotte, I. ;

Allison, P. ;

Alvarez, C. ;

Alvarez-Muniz, J. ;

Ambrosio, M. ;

Anchordoqui, L. ;

Anjos, J. C. ;

Aramo, C. ;

Arisaka, K. ;

Armengaud, E. ;

Arneodo, F. ;

Arqueros, F. ;

Asch, T. ;

Asorey, H. ;

Atulugama, B. S. ;

Aublin, J. ;

Ave, M. ;

Avila, G. ;

Bacelar, J. ;

Baecker, T. ;

Badagnani, D. ;

Barbosa, A. F. ;

Barbosa, H. M. J. ;

Barkhausen, M. ;

Barnhill, D. ;

Barroso, S. L. C. ;

Bauleo, P. ;

Beatty, J. ;

Beau, T. ;

Becker, B. R. ;

Becker, K. H. ;

Bellido, J. A. ;

BenZvi, S. ;

Berat, C. ;

Bergmann, T. ;

Bernardini, P. ;

Bertou, X. ;

Biermann, P. L. ;

Billoir, P. ;

Blanch-Bigas, O. ;

Blanco, F. ;

Blasi, P. ;

Bleve, C. ;

Bluemer, H. ;

Boghrat, P. ;

Bohacova, M. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2007, 27 (2-3) :155-168

[10] Upper limit on the diffuse flux of ultrahigh energy tau neutrinos from the Pierre Auger Observatory [J].

Abraham, J. ;

Abreu, P. ;

Aglietta, M. ;

Aguirre, C. ;

Allard, D. ;

Allekotte, I. ;

Allen, J. ;

Allison, P. ;

Alvarez-Muniz, J. ;

Ambrosio, M. ;

Anchordoqui, L. ;

Andringa, S. ;

Anzalone, A. ;

Aramo, C. ;

Argiro, S. ;

Arisaka, K. ;

Armengaud, E. ;

Arneodo, F. ;

Arqueros, F. ;

Asch, T. ;

Asorey, H. ;

Assis, P. ;

Atulugama, B. S. ;

Aublin, J. ;

Ave, M. ;

Avila, G. ;

Baecker, T. ;

Badagnani, D. ;

Barbosa, A. F. ;

Barnhill, D. ;

Barroso, S. L. C. ;

Bauleo, P. ;

Beatty, J. J. ;

Beau, T. ;

Becker, B. R. ;

Becker, K. H. ;

Bellido, J. A. ;

BenZvi, S. ;

Berat, C. ;

Bergmann, T. ;

Bernardini, P. ;

Bertou, X. ;

Biermann, P. L. ;

Billoir, P. ;

Blanch-Bigas, O. ;

Blanco, F. ;

Blasi, P. ;

Bleve, C. ;

Bluemer, H. ;

Bohacova, M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 100 (21)

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