Limits on ultra-high energy photons with the Pierre Auger Observatory

被引:0
作者
Rautenberg, Julian [1 ]
机构
[1] Berg Univ Wuppertal, Wuppertal, Germany
[2] Observ Pierre Auger, Ave San Martin Norte 304, RA-5613 Malargue, Argentina
来源
36TH INTERNATIONAL COSMIC RAY CONFERENCE, ICRC2019 | 2021年
关键词
SURFACE DETECTOR; FRACTION; FLUX;
D O I
暂无
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The Pierre Auger Observatory is the most sensitive air-shower detector for primary photons with energies above similar to 0.2 EeV. Using the Surface Detector array (SD), photons in the zenith angle range from 30 degrees to 60 degrees can be identified through the broad time-structure of the signals expected to be induced in the SD stations. An additional signature for photon-induced air showers is the steeper lateral distribution of secondary particles at the ground with respect to nucleonic showers. Stringent limits are set to the diffuse flux of ultra-high energy (UHE) photons above 10 EeV, using SD data collected between 2004 and mid-2018 with an exposure of 40000 km(2) sr yr. Below 1 EeV, unprecedented separation power between primary photons and hadrons can be achieved by combining observables from the low-energy enhancements of the Pierre Auger Observatory, namely three upwards-pointing fluorescence telescopes, which can directly measure the atmospheric depth of the shower maximum, and the 750 m SD array, which again accesses the steeper lateral distribution of photon-induced air showers. For the first time, limits on the integral photon flux below 1 EeV are presented using data collected by the Pierre Auger Observatory between mid-2010 and 2015. This extends the range of photon searches at the Pierre Auger Observatory to about three decades in energy.
引用
收藏
页数:8
相关论文
共 21 条
[1]   The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory [J].
Aab, A. ;
Abreu, P. ;
Aglietta, M. ;
Ahn, E. J. ;
Al Samarai, I. ;
Albert, J. N. ;
Albuquerque, I. F. M. ;
Allekotte, I. ;
Allen, J. ;
Allison, P. ;
Almela, A. ;
Alvarez Castillo, J. ;
Alvarez-Muniz, J. ;
Batista, R. Alves ;
Ambrosio, M. ;
Aminaei, A. ;
Anchordoqui, L. ;
Andringa, S. ;
Aramo, C. ;
Aranda, V. M. ;
Argiro, S. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Arqueros, F. ;
Asch, T. ;
Asorey, H. ;
Assis, P. ;
Aublin, J. ;
Ave, M. ;
Avenier, M. ;
Avila, G. ;
Awal, N. ;
Badescu, A. M. ;
Balzer, M. ;
Barber, K. B. ;
Barbosa, A. ;
Barenthien, N. ;
Barkhausen, M. ;
Baeuml, J. ;
Baus, C. ;
Beatty, J. ;
Becker, K. H. ;
Bellido, J. A. ;
BenZvi, S. ;
Berat, C. ;
Bergmann, T. ;
Bertaina, M. E. ;
Biermann, P. L. ;
Bilhaut, R. ;
Billoir, P. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2015, 798 :172-213
[2]   Inferences on mass composition and tests of hadronic interactions from 0.3 to 100 EeV using the water-Cherenkov detectors of the Pierre Auger Observatory [J].
Aab, A. ;
Abreu, P. ;
Aglietta, M. ;
Al Samarai, I. ;
Albuquerque, I. F. M. ;
Allekotte, I. ;
Almela, A. ;
Alvarez Castillo, J. ;
Alvarez-Muniz, J. ;
Anastasi, G. A. ;
Anchordoqui, L. ;
Andrada, B. ;
Andringa, S. ;
Aramo, C. ;
Arqueros, F. ;
Arsene, N. ;
Asorey, H. ;
Assis, P. ;
Aublin, J. ;
Avila, G. ;
Badescu, A. M. ;
Balaceanu, A. ;
Barbato, F. ;
Barreira Luz, R. J. ;
Beatty, J. J. ;
Becker, K. H. ;
Bellido, J. A. ;
Berat, C. ;
Bertaina, M. E. ;
Bertou, X. ;
Biermann, P. L. ;
Biteau, J. ;
Blaess, S. G. ;
Blanco, A. ;
Blazek, J. ;
Bleve, C. ;
Bohacova, M. ;
Boncioli, D. ;
Bonifazi, C. ;
Borodai, N. ;
Botti, A. M. ;
Brack, J. ;
Brancus, I. ;
Bretz, T. ;
Bridgeman, A. ;
Briechle, F. L. ;
Buchholz, P. ;
Bueno, A. ;
Buitink, S. ;
Buscemi, M. .
PHYSICAL REVIEW D, 2017, 96 (12)
[3]   Search for photons with energies above 1018 eV using the hybrid detector of the Pierre Auger Observatory [J].
Aab, A. ;
Abreu, P. ;
Aglietta, M. ;
Al Samarai, I. ;
Albuquerque, I. F. M. ;
Allekotte, I. ;
Almela, A. ;
Alvarez Castillo, J. ;
Alvarez-Muniz, J. ;
Anastasi, G. A. ;
Anchordoqui, L. ;
Andrada, B. ;
Andringa, S. ;
Aramo, C. ;
Arqueros, F. ;
Arsene, N. ;
Asorey, H. ;
Assis, P. ;
Aublin, J. ;
Avila, G. ;
Badescu, A. M. ;
Balaceanu, A. ;
Barreira Luz, R. J. ;
Beatty, J. J. ;
Becker, K. H. ;
Bellido, J. A. ;
Berat, C. ;
Bertaina, M. E. ;
Bertou, X. ;
Biermann, P. L. ;
Billoir, P. ;
Biteau, J. ;
Blaess, S. G. ;
Blanco, A. ;
Blazek, J. ;
Bleve, C. ;
Bohacova, M. ;
Boncioli, D. ;
Bonifazi, C. ;
Borodai, N. ;
Botti, A. M. ;
Brack, J. ;
Brancus, I. ;
Bretz, T. ;
Bridgeman, A. ;
Briechle, F. L. ;
Buchholz, P. ;
Bueno, A. ;
Buitink, S. ;
Buscemi, M. .
JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2017, (04)
[4]   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)
[5]  
AAB A, 2017, APJ, V837, DOI DOI 10.3847/2041-8213/AA61A5
[6]   Constraints on the diffuse photon flux with energies above 1018 eV using the surface detector of the Telescope Array experiment [J].
Abbasi, R. U. ;
Abe, M. ;
Abu-Zayyad, T. ;
Allen, M. ;
Azuma, R. ;
Barcikowski, E. ;
Belz, J. W. ;
Bergman, D. R. ;
Blake, S. A. ;
Cady, R. ;
Cheon, B. G. ;
Chiba, J. ;
Chikawa, M. ;
di Matteo, A. ;
Fujii, T. ;
Fujita, K. ;
Fukushima, M. ;
Furlich, G. ;
Goto, T. ;
Hanlon, W. ;
Hayashi, M. ;
Hayashi, Y. ;
Hayashida, N. ;
Hibino, K. ;
Honda, K. ;
Ikeda, D. ;
Inoue, N. ;
Ishii, T. ;
Ishimori, R. ;
Ito, H. ;
Ivanov, D. ;
Jeong, H. M. ;
Jeong, S. ;
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. ;
Kishigam, S. ;
Kitamura, S. ;
Kitamura, Y. ;
Kuzmin, V. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2019, 110 :8-14
[7]   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
[8]   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
[9]   Upper limit on the cosmic-ray photon fraction at EeV energies from the Pierre Auger Observatory [J].
Abraham, J. ;
Abreu, P. ;
Aglietta, M. ;
Aguirre, C. ;
Ahn, E. J. ;
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. ;
Arneodo, F. ;
Arqueros, F. ;
Asch, T. ;
Asorey, H. ;
Assis, P. ;
Aublin, J. ;
Ave, M. ;
Avila, G. ;
Baecker, T. ;
Badagnani, D. ;
Barber, K. B. ;
Barbosa, A. F. ;
Barroso, S. L. C. ;
Baughman, B. ;
Bauleo, P. ;
Beatty, J. J. ;
Beau, T. ;
Becker, B. R. ;
Becker, K. H. ;
Belletoile, A. ;
Bellido, J. A. ;
BenZvi, S. ;
Berat, C. ;
Bernardini, P. ;
Bertou, X. ;
Biermann, P. L. ;
Billoir, P. ;
Blanch-Bigas, O. ;
Blanco, F. ;
Bleve, C. ;
Bluemer, H. ;
Bohacova, M. ;
Bonifazi, C. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2009, 31 (06) :399-406
[10]  
[Anonymous], 2015, POS ICRC2015