Measurement of the atmospheric muon depth intensity relation with the NEMO Phase-2 tower

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作者：

Aiello, S. ^{[4
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Ameli, F. ^{[9
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Anghinolfi, M. ^{[6
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Barbarino, G. ^{[7
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Cacopardo, G. ^{[3
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Caruso, F. ^{[3
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Ceres, A. ^{[1
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Chiarusi, T. ^{[2
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Circella, M. ^{[1
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Cocimano, R. ^{[3
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Costa, M. ^{[3
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De Bonis, G. ^{[9
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De Rosa, G. ^{[7
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Di Capua, F. ^{[15
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Distefano, C. ^{[3
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Fermani, P. ^{[9
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Flaminio, V. ^{[8
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Fusco, L. A. ^{[2
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Garufi, F. ^{[7
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Giordano, V. ^{[4
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机构：

[1] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, I-70126 Bari, Italy

[2] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bologna, I-40127 Bologna, Italy

[3] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Sud, I-95123 Catania, Italy

[4] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Catania, I-95123 Catania, Italy

[5] Ist Nazl Fis Nucl, Nazl Frascati Lab, I-00044 Frascati, RM, Italy

[6] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Genova, I-16146 Genoa, Italy

[7] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Napoli, I-80126 Naples, Italy

[8] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, Polo Fibonacci, I-56127 Pisa, Italy

[9] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma, I-00185 Rome, Italy

[10] Ist Nazl Fis Nucl, Grp Collegato Salerno, I-84084 Fisciano, Italy

[11] Univ Bari, Dipartimento Interateneo Fis, I-70126 Bari, Italy

[12] Univ Bologna, Dipartimento Fis, I-40127 Bologna, Italy

[13] Univ Catania, Dipartitnento Fis & Astron, I-95123 Catania, Italy

[14] Univ Genoa, Dipartimento Fis, I-16146 Genoa, Italy

[15] Univ Napoli, Dipartimento Sci Fis, I-80126 Naples, Italy

[16] Univ Pisa, Dipartimento Fis, Polo Fibonacci, I-56127 Pisa, Italy

[17] Univ Roma La Sapienza, Dipartimento Fis, I-00185 Rome, Italy

[18] Univ Salerno, Dipartimento Fis, Salerno, Italy

[19] Accad Navale Livorno, I-57100 Livorno, Italy

来源：

ASTROPARTICLE PHYSICS | 2015年 / 66卷

关键词：

Atmospheric muons; Muon depth intensity relation; Neutrino telescopes; NEMO; NEUTRINO; TELESCOPE; DESIGN; FLUX;

D O I：

10.1016/j.astropartphys.2014.12.010

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

The results of the analysis of the data collected with the NEMO Phase-2 tower, deployed at 3500 m depth about 80 km off-shore Capo Passero (Italy), are presented. Cerenkov photons detected with the photomultipliers tubes were used to reconstruct the tracks of atmospheric muons. Their zenith-angle distribution was measured and the results compared with Monte Carlo simulations. An evaluation of the systematic effects due to uncertainties on environmental and detector parameters is also included. The associated depth intensity relation was evaluated and compared with previous measurements and theoretical predictions. With the present analysis, the muon depth intensity relation has been measured up to 13 km of water equivalent. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

引用

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页数：7

共 32 条

[1] Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector [J].

Aartsen, M. G. ;

Abbasi, R. ;

Abdou, Y. ;

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Adams, J. ;

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Bechet, S. ;

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Benabderrahmane, M. L. ;

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Boeser, S. ;

Botner, O. ;

Brayeur, L. ;

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Brown, A. M. ;

Bruijn, R. ;

Brunner, J. ;

Carson, M. ;

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Christov, A. ;

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[2] Search for point sources of high energy neutrinos with final data from AMANDA-II [J].

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Ahlers, M. ;

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Andeen, K. ;

Auffenberg, J. ;

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Baker, M. ;

Baret, B. ;

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Bay, R. ;

Alba, J. L. Bazo ;

Beattie, K. ;

Becka, T. ;

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Becker, K. -H. ;

Berdermann, J. ;

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Berley, D. ;

Bernardini, E. ;

Bertrand, D. ;

Besson, D. Z. ;

Blaufuss, E. ;

Boersma, D. J. ;

Bohm, C. ;

Bolmont, J. ;

Boeser, S. ;

Botner, O. ;

Braun, J. ;

Breder, D. ;

Burgess, T. ;

Castermans, T. ;

Chirkin, D. ;

Christy, B. ;

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Cowen, D. F. ;

D'Agostino, M. V. ;

Danninger, M. ;

Davour, A. ;

Day, C. T. ;

Depaepe, O. ;

De Clercq, C. ;

Demiroers, L. ;

Descamps, F. ;

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de Vries-Uiterweerd, G. ;

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[3] SEARCH FOR COSMIC NEUTRINO POINT SOURCES WITH FOUR YEARS OF DATA FROM THE ANTARES TELESCOPE [J].

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Andre, M. ;

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Anton, G. ;

Anvar, S. ;

Ardid, M. ;

Astraatmadja, T. ;

Aubert, J-J ;

Baret, B. ;

Basa, S. ;

Bertin, V. ;

Biagi, S. ;

Bigongiari, C. ;

Bogazzi, C. ;

Bou-Cabo, M. ;

Bouhou, B. ;

Bouwhuis, M. C. ;

Brunner, J. ;

Busto, J. ;

Capone, A. ;

Carloganu, C. ;

Carr, J. ;

Cecchini, S. ;

Charif, Z. ;

Charvis, Ph ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Coniglione, R. ;

Core, L. ;

Costantini, H. ;

Coyle, P. ;

Creusot, A. ;

Curtil, C. ;

De Bonis, G. ;

Decowski, M. P. ;

Dekeyser, I. ;

Deschamps, A. ;

Distefano, C. ;

Donzaud, C. ;

Dornic, D. ;

Dorosti, Q. ;

Drouhin, D. ;

Eberl, T. ;

Emanuele, U. ;

Enzenhoefer, A. ;

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[4] ANTARES: The first undersea neutrino telescope [J].

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Anvar, S. ;

Ardid, M. ;

Arnaud, K. ;

Aslanides, E. ;

Jesus, A. C. Assis ;

Astraatmadja, T. ;

Aubert, J. -J. ;

Auer, R. ;

Barbarito, E. ;

Baret, B. ;

Basa, S. ;

Bazzotti, M. ;

Becherini, Y. ;

Beltramelli, J. ;

Bersani, A. ;

Bertin, V. ;

Beurthey, S. ;

Biagi, S. ;

Bigongiari, C. ;

Billault, M. ;

Blaes, R. ;

Bogazzi, C. ;

de Botton, N. ;

Bou-Cabo, M. ;

Boudahef, B. ;

Bouwhuis, M. C. ;

Brown, A. M. ;

Brunner, J. ;

Busto, J. ;

Caillat, L. ;

Calzas, A. ;

Camarena, F. ;

Capone, A. ;

Caponetto, L. ;

Carloganu, C. ;

Carminati, G. ;

Carmona, E. ;

Carr, J. ;

Carton, P. H. ;

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Bourlis, G ;

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Fahrun, E ;

Grammatikakis, G ;

Green, C ;

Grieder, P ;

Katrivanos, P ;

Koske, P ;

Leisos, A ;

Markopoulos, E ;

Minkowsky, P ;

Nygren, D ;

Papageorgiou, K ;

Przybylski, G ;

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Staveris-Polikalas, A ;

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[6] GEANT4-a simulation toolkit [J].

Agostinelli, S ;

Allison, J ;

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Araujo, H ;

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Axen, D ;

Banerjee, S ;

Barrand, G ;

Behner, F ;

Bellagamba, L ;

Boudreau, J ;

Broglia, L ;

Brunengo, A ;

Burkhardt, H ;

Chauvie, S ;

Chuma, J ;

Chytracek, R ;

Cooperman, G ;

Cosmo, G ;

Degtyarenko, P ;

Dell'Acqua, A ;

Depaola, G ;

Dietrich, D ;

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Foppiano, F ;

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Greeniaus, G ;

Greiner, W ;

Grichine, V ;

Grossheim, A ;

Guatelli, S ;

Gumplinger, P ;

Hamatsu, R ;

Hashimoto, K ;

Hasui, H ;

Heikkinen, A ;

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NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2003, 506 (03) :250-303

[7] Zenith distribution and flux of atmospheric muons measured with the 5-line ANTARES detector [J].

Aguilar, J. A. ;

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Anvar, S. ;

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Aubertg, J. -J. ;

Auer, R. ;

Baret, B. ;

Basa, S. ;

Bazzotti, M. ;

Berting, V. ;

Biagi, S. ;

Bigongiari, C. ;

Bou-Cabo, M. ;

Bouwhuis, M. C. ;

Brown, A. M. ;

Brunnerg, J. ;

Busto, J. ;

Camarena, F. ;

Capone, A. ;

Carminati, G. ;

Carr, J. ;

Castel, D. ;

Castorina, E. ;

Cavasinni, V. ;

Cecchini, S. ;

Charvis, Ph. ;

Chiarusi, T. ;

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Coniglione, R. ;

Costantini, H. ;

Cottini, N. ;

Coyle, P. ;

Curtil, C. ;

De Bonis, G. ;

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Dekeyser, I. ;

Deschamps, A. ;

Distefano, C. ;

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Emanuele, U. ;

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[8] Sensitivity of an underwater Cerenkov km3 telescope to TeV neutrinos from Galactic microquasars [J].

Aiello, S. ;

Ambriola, M. ;

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Amore, I. ;

Anghinolfi, M. ;

Anzalone, A. ;

Barbarino, G. ;

Barbarito, E. ;

Battaglieri, M. ;

Bellotti, R. ;

Beverini, N. ;

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Bouhadef, B. ;

Brescia, M. ;

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Cafagna, F. ;

Capone, A. ;

Caponetto, L. ;

Castorina, E. ;

Ceres, A. ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Cocimano, R. ;

Coniglione, R. ;

Cordelli, M. ;

Costa, M. ;

Cuneo, S. ;

D'Amico, A. ;

De Bonis, G. ;

De Marzo, C. ;

De Rosa, G. ;

De Vita, R. ;

Distefano, C. ;

Falchini, E. ;

Fiorello, C. ;

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Gandolfi, E. ;

Giacomelli, G. ;

Giorgi, F. ;

Grimaldi, A. ;

Habel, R. ;

Leonora, E. ;

Lonardo, A. ;

Longo, G. ;

Lo Presti, D. ;

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[9] The optical modules of the phase-2 of the NEMO project (vol 8, P07001, 2013) [J].

Aiello, S. ;

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Beverini, N. ;

Biagi, S. ;

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Bouhadef, B. ;

Bozza, C. ;

Cacopardo, G. ;

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Caruso, F. ;

Ceres, A. ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Cocimano, R. ;

Coniglione, R. ;

Cordelli, M. ;

Costa, M. ;

D'Amico, A. ;

De Asmundis, R. ;

De Bonis, G. ;

De Rosa, G. ;

De Vita, R. ;

Distefano, C. ;

Fermani, P. ;

Flaminio, V. ;

Fusco, L. A. ;

Garufi, F. ;

Giordano, V. ;

Giovanetti, G. ;

Grella, G. ;

Grimaldi, A. ;

Habel, R. ;

Imbesi, M. ;

Kulikovsky, V. ;

Lattuada, D. ;

Leotta, G. ;

Lonardo, A. ;

Longhitano, F. ;

Lo Presti, D. ;

Maccioni, E. ;

Margiotta, A. ;

Marinelli, A. ;

Martini, A. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2013, 8

[10] The optical modules of the phase-2 of the NEMO project [J].

Aiello, S. ;

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Bouhadef, B. ;

Bozza, C. ;

Cacopardo, G. ;

Capone, A. ;

Caruso, F. ;

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Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Cocimano, R. ;

Coniglione, R. ;

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D'Amico, A. ;

De Asmundis, R. ;

De Bonis, G. ;

De Rosa, G. ;

De Vita, R. ;

Distefano, C. ;

Fermani, P. ;

Flaminio, V. ;

Fusco, L. A. ;

Garufi, F. ;

Giordano, V. ;

Giovanetti, G. ;

Grella, G. ;

Grimaldi, A. ;

Habel, R. ;

Imbesi, M. ;

Kulikovsky, V. ;

Lattuada, D. ;

Leotta, G. ;

Lonardo, A. ;

Longhitano, F. ;

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Maccioni, E. ;

Margiotta, A. ;

Marinelli, A. ;

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JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2013, 8

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共 32 条

[1] Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector [J].

Aartsen, M. G. ;

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BenZvi, S. ;

Berghaus, P. ;

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Besson, D. Z. ;

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Bindig, D. ;

Bissok, M. ;

Blaufuss, E. ;

Blumenthal, J. ;

Boersma, D. J. ;

Boliaichuk, S. ;

Bohm, C. ;

Bose, D. ;

Boeser, S. ;

Botner, O. ;

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[2] Search for point sources of high energy neutrinos with final data from AMANDA-II [J].

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PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (06)

[3] SEARCH FOR COSMIC NEUTRINO POINT SOURCES WITH FOUR YEARS OF DATA FROM THE ANTARES TELESCOPE [J].

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Anghinolfi, M. ;

Anton, G. ;

Anvar, S. ;

Ardid, M. ;

Astraatmadja, T. ;

Aubert, J-J ;

Baret, B. ;

Basa, S. ;

Bertin, V. ;

Biagi, S. ;

Bigongiari, C. ;

Bogazzi, C. ;

Bou-Cabo, M. ;

Bouhou, B. ;

Bouwhuis, M. C. ;

Brunner, J. ;

Busto, J. ;

Capone, A. ;

Carloganu, C. ;

Carr, J. ;

Cecchini, S. ;

Charif, Z. ;

Charvis, Ph ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Coniglione, R. ;

Core, L. ;

Costantini, H. ;

Coyle, P. ;

Creusot, A. ;

Curtil, C. ;

De Bonis, G. ;

Decowski, M. P. ;

Dekeyser, I. ;

Deschamps, A. ;

Distefano, C. ;

Donzaud, C. ;

Dornic, D. ;

Dorosti, Q. ;

Drouhin, D. ;

Eberl, T. ;

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Enzenhoefer, A. ;

Ernenwein, J-P ;

Escoffier, S. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 760 (01)

[4] ANTARES: The first undersea neutrino telescope [J].

Ageron, M. ;

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Aubert, J. -J. ;

Auer, R. ;

Barbarito, E. ;

Baret, B. ;

Basa, S. ;

Bazzotti, M. ;

Becherini, Y. ;

Beltramelli, J. ;

Bersani, A. ;

Bertin, V. ;

Beurthey, S. ;

Biagi, S. ;

Bigongiari, C. ;

Billault, M. ;

Blaes, R. ;

Bogazzi, C. ;

de Botton, N. ;

Bou-Cabo, M. ;

Boudahef, B. ;

Bouwhuis, M. C. ;

Brown, A. M. ;

Brunner, J. ;

Busto, J. ;

Caillat, L. ;

Calzas, A. ;

Camarena, F. ;

Capone, A. ;

Caponetto, L. ;

Carloganu, C. ;

Carminati, G. ;

Carmona, E. ;

Carr, J. ;

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Cassano, B. ;

Castorina, E. ;

Cecchini, S. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2011, 656 (01) :11-38

[5] A measurement of the cosmic-ray muon flux with a module of the NESTOR neutrino telescope [J].

Aggouras, G ;

Anassontzis, EG ;

Ball, AE ;

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Chinowsky, W ;

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Katrivanos, P ;

Koske, P ;

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Przybylski, G ;

Resvanis, LK ;

Siotis, I ;

Sopher, J ;

Staveris-Polikalas, A ;

Tsagli, V ;

Tsirigotis, A ;

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ASTROPARTICLE PHYSICS, 2005, 23 (04) :377-392

[6] GEANT4-a simulation toolkit [J].

Agostinelli, S ;

Allison, J ;

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Asai, M ;

Axen, D ;

Banerjee, S ;

Barrand, G ;

Behner, F ;

Bellagamba, L ;

Boudreau, J ;

Broglia, L ;

Brunengo, A ;

Burkhardt, H ;

Chauvie, S ;

Chuma, J ;

Chytracek, R ;

Cooperman, G ;

Cosmo, G ;

Degtyarenko, P ;

Dell'Acqua, A ;

Depaola, G ;

Dietrich, D ;

Enami, R ;

Feliciello, A ;

Ferguson, C ;

Fesefeldt, H ;

Folger, G ;

Foppiano, F ;

Forti, A ;

Garelli, S ;

Giani, S ;

Giannitrapani, R ;

Gibin, D ;

Cadenas, JJG ;

González, I ;

Abril, GG ;

Greeniaus, G ;

Greiner, W ;

Grichine, V ;

Grossheim, A ;

Guatelli, S ;

Gumplinger, P ;

Hamatsu, R ;

Hashimoto, K ;

Hasui, H ;

Heikkinen, A ;

Howard, A .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2003, 506 (03) :250-303

[7] Zenith distribution and flux of atmospheric muons measured with the 5-line ANTARES detector [J].

Aguilar, J. A. ;

Albert, A. ;

Anton, G. ;

Anvar, S. ;

Ardid, M. ;

Jesus, A. C. Assis ;

Astraatmadja, T. ;

Aubertg, J. -J. ;

Auer, R. ;

Baret, B. ;

Basa, S. ;

Bazzotti, M. ;

Berting, V. ;

Biagi, S. ;

Bigongiari, C. ;

Bou-Cabo, M. ;

Bouwhuis, M. C. ;

Brown, A. M. ;

Brunnerg, J. ;

Busto, J. ;

Camarena, F. ;

Capone, A. ;

Carminati, G. ;

Carr, J. ;

Castel, D. ;

Castorina, E. ;

Cavasinni, V. ;

Cecchini, S. ;

Charvis, Ph. ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Coniglione, R. ;

Costantini, H. ;

Cottini, N. ;

Coyle, P. ;

Curtil, C. ;

De Bonis, G. ;

Decowski, M. P. ;

Dekeyser, I. ;

Deschamps, A. ;

Distefano, C. ;

Donzaud, C. ;

Dornic, D. ;

Drouhin, D. ;

Eberl, T. ;

Emanuele, U. ;

Ernenweing, J. -P. ;

Escoffierg, S. ;

Fehr, F. ;

Flaminio, V. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2010, 34 (03) :179-184

[8] Sensitivity of an underwater Cerenkov km3 telescope to TeV neutrinos from Galactic microquasars [J].

Aiello, S. ;

Ambriola, M. ;

Ameli, F. ;

Amore, I. ;

Anghinolfi, M. ;

Anzalone, A. ;

Barbarino, G. ;

Barbarito, E. ;

Battaglieri, M. ;

Bellotti, R. ;

Beverini, N. ;

Bonori, M. ;

Bouhadef, B. ;

Brescia, M. ;

Cacopardo, G. ;

Cafagna, F. ;

Capone, A. ;

Caponetto, L. ;

Castorina, E. ;

Ceres, A. ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Cocimano, R. ;

Coniglione, R. ;

Cordelli, M. ;

Costa, M. ;

Cuneo, S. ;

D'Amico, A. ;

De Bonis, G. ;

De Marzo, C. ;

De Rosa, G. ;

De Vita, R. ;

Distefano, C. ;

Falchini, E. ;

Fiorello, C. ;

Flaminio, V. ;

Fratini, K. ;

Gabrielli, A. ;

Galeotti, S. ;

Gandolfi, E. ;

Giacomelli, G. ;

Giorgi, F. ;

Grimaldi, A. ;

Habel, R. ;

Leonora, E. ;

Lonardo, A. ;

Longo, G. ;

Lo Presti, D. ;

Lucarelli, F. ;

Maccioni, E. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2007, 28 (01) :1-9

[9] The optical modules of the phase-2 of the NEMO project (vol 8, P07001, 2013) [J].

Aiello, S. ;

Leonora, E. ;

Ameli, F. ;

Anghinolfi, M. ;

Anzalone, A. ;

Barbarino, G. ;

Barbarito, E. ;

Barbato, F. ;

Bersani, A. ;

Beverini, N. ;

Biagi, S. ;

Bonori, M. ;

Bouhadef, B. ;

Bozza, C. ;

Cacopardo, G. ;

Capone, A. ;

Caruso, F. ;

Ceres, A. ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Cocimano, R. ;

Coniglione, R. ;

Cordelli, M. ;

Costa, M. ;

D'Amico, A. ;

De Asmundis, R. ;

De Bonis, G. ;

De Rosa, G. ;

De Vita, R. ;

Distefano, C. ;

Fermani, P. ;

Flaminio, V. ;

Fusco, L. A. ;

Garufi, F. ;

Giordano, V. ;

Giovanetti, G. ;

Grella, G. ;

Grimaldi, A. ;

Habel, R. ;

Imbesi, M. ;

Kulikovsky, V. ;

Lattuada, D. ;

Leotta, G. ;

Lonardo, A. ;

Longhitano, F. ;

Lo Presti, D. ;

Maccioni, E. ;

Margiotta, A. ;

Marinelli, A. ;

Martini, A. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2013, 8

[10] The optical modules of the phase-2 of the NEMO project [J].

Aiello, S. ;

Leonora, E. ;

Ameli, F. ;

Anghinolfi, M. ;

Anzalone, A. ;

Barbarino, G. ;

Barbarito, E. ;

Barbato, F. ;

Bersani, A. ;

Beverini, N. ;

Biagi, S. ;

Bonori, M. ;

Bouhadef, B. ;

Bozza, C. ;

Cacopardo, G. ;

Capone, A. ;

Caruso, F. ;

Ceres, A. ;

Chiarusi, T. ;

Circella, M. ;

Cocimano, R. ;

Coniglione, R. ;

Cordelli, M. ;

Costa, M. ;

D'Amico, A. ;

De Asmundis, R. ;

De Bonis, G. ;

De Rosa, G. ;

De Vita, R. ;

Distefano, C. ;

Fermani, P. ;

Flaminio, V. ;

Fusco, L. A. ;

Garufi, F. ;

Giordano, V. ;

Giovanetti, G. ;

Grella, G. ;

Grimaldi, A. ;

Habel, R. ;

Imbesi, M. ;

Kulikovsky, V. ;

Lattuada, D. ;

Leotta, G. ;

Lonardo, A. ;

Longhitano, F. ;

Lo Presti, D. ;

Maccioni, E. ;

Margiotta, A. ;

Marinelli, A. ;

Martini, A. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2013, 8

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