Search for photons with energies above 1018eV using the hybrid detector of the Pierre Auger Observatory

A. Aab,P. Abreu, M. Aglietta,I. Al Samarai, I. F. M. Albuquerque, I. Allekotte, A. Almela,J. Castillo, J. Álvarez-Muñiz,Gioacchino Alex Anastasi,Luis A. Anchordoqui, Belén Andrada, S. Andringa, C. Aramo, F. Arqueros, N. Arsene, H. Asorey,P. Assis, J. Aublin,G. Ávila,Alina Mihaela Badescu, Alexandru Bălăceanu,Ricardo Jorge Barreira Luz, J. J. Beatty, Karl‐Heinz Becker, J. A. Bellido, C. Bérat, M. Bertaina, X. Bertou,Peter L. Biermann, P. Billoir, J. Biteau, S. G. Blaess,A. Blanco,Jiří Blažek, C. Bleve,M. Bohã̌cov́a, D. Boncioli,C. Bonifazi, N. Borodai,Ana Martina Botti, J. Brack,I. M. Brancus, T. Bretz, A. Bridgeman,Florian Lukas Briechle, P. Buchholz,A. Bueno, S. Buitink,Mario Buscemi, K. S. Caballero-Mora, L. Caccianiga, A. Cancio, F. Canfora, L. Caramete, R. Caruso,A. Castellina,G. Cataldi, L. Cazón, A. G. Chavez, J. A. Chinellato, J. Chudoba, R. W. Clay, R. Colalillo,Alan Coleman, L. Collica, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, M. J. Cooper, S. Coutu, C. E. Covault, J. W. Cronin, S. D’Amico, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson,R. M. de Almeida,S. J. De Jong,G. De Mauro,J. R. T. de Mello Neto,I. De Mitri,Jaime de Oliveira,V. de Souza, J. Debatin,O. Deligny,C. Di Giulio,Armando di Matteo,M. L. Díaz Castro, F. Diogo, C. Dobrigkeit, J. C. D’Olivo, Q. Dorosti,Rita Cassia dos Anjos,María Teresa Dova, A. Dundovic,Jan Ebr, R. Engel,M. Erdmann, Mostafa Erfani, C. O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, H. Falcke,Glennys R. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, B. Fick, J. M. Figueira, A. Filipĉič,Octavian Fratu,M. M. Freire,Toshihiro Fujii,Alan Fuster, R. Gaïor,Beatriz García, D. Garcia-Pinto, F. Gaté, H. Gemmeke, A. Gherghel-Lascu, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giammarchi, M. Giller, D. Głas,Christian Gläser, G. Golup,M. Gómez Berisso, Primo F. Gómez Vitale, Nicolás Martín González, A. Gorgi, P. W. Gorham, A. F. Grillo,Trent D. Grubb, F. Guarino, G. P. Guedes,Matías Rolf Hampel, P. Hansen, D. Harari, T. A. Harrison, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, P. Heimann, A. E. Hervé, G. C. Hill, C. Hojvat, E. Holt, P. Homola, J. R. Hörandel, P. Horváth, M. Hrabovský, T. Huege, J. Hulsman, A. Insolia, P. G. Isar, I. Jandt, S. Jansen, Jeffrey A. Johnsen, M. Josebachuili, Alex Kääpä, O. Kambeitz, K. H. Kampert, I. Katkov, B. Keilhauer, E. Kemp, J. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Krause, N. Krohm, D. Kuempel,G. Kukec Mezek, N. Kunka,A. Kuotb Awad, D. LaHurd, M. Lauscher, R. Legumina,M. A. Leigui de Oliveira, A. Letessier‐Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link,L. Lopes,R. López,A. López Casado,Quentin Luce, A. Lucero, M. Malacari, M. Mallamaci, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi,Ioana Codrina Maris, G. Marsella, D. Martello,H. Martínez,O. Martínez Bravo,J. J. Masías Meza, H. J. Mathes, S. Mathys,John Matthews,John Matthews, G. Matthiae, E. Mayotte,Péter Mazur, C. Medina, G. Medina‐Tanco,D. Melo,Alexander Menshikov, M. I. Micheletti, L. Middendorf, I. A. Minaya, L. Miramonti, B. Mitrica, D. Mockler,Silvia Mollerach, F. Montanet, C. Morello,M. Mostafá,Ana L. Müller, G. Müller, M. A. Müller, S. Müller, R. Mussa, I. N. Naranjo, L. Nellen, P. Nguyen, M. Niculescu-Oglinzanu,Marcus Niechciol, L. Niemietz, T. Niggemann, D. Nitz, D. Nosek,Vladimír Novotný, H. Nožka,Luis A. Núñez, L. Ochilo,Foteini Oikonomou,Angela V. Olinto, M. Palatka, J. Pallotta, P. Papenbreer, G. Parente,A. Parra,T. Paul, M. Pech, F. Pedreira,Jan Pękala, R. Pelayo,Jesús Peña-Rodríguez, L. A. S. Pereira, M. Perlín, L. Perrone, C. F. W. Peters, S. Petrera, J. Phuntsok, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum, C. Porowski, R. R. Prado, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, S. Querchfeld, S. Quinn,Raúl Ramos-Pollán, J. Rautenberg, D. Ravignani, B. Revenu, J. Řídký, M. Risse, P. Ristori, V. Rizi,W. Rodrigues de Carvalho,G. Rodriguez Fernandez,Juan Rojo, D. Rogozin,Matías J. Roncoroni, M. Roth,Esteban Roulet, A. C. Rovero, Philip Ruehl, S. J. Saffi, A. Săftoiu, F. Salamida, H. Salazar, A. Saleh,F. Salesa Greus, G. Salina,F. Sánchez, P. Sánchez-Lucas,Edivaldo Moura Santos, Edivaldo Moura Santos, F. Sarazin, R. Sarmento, Christian Sarmiento, R. Sato, Markus Schauer, V. Scherini, H. Schieler, Michael Schimp, D. Schmidt,Olaf Scholten,Petr Schovánek,Frank G. Schröder, Alexander Schulz, J. Schulz, J. Schumacher, S. J. Sciutto, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard,Guenter Sigl, Gaia Silli, O. Sima, A. Śmiałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, S. Sonntag, J. Sorokin, R. Squartini, Denis Stanca, S. Stanič, J. Stasielak, P. Stassi, F. Strafella, F. Suárez,M. Suarez Durán, T. Sudholz, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Taboada, O. A. Taborda, A. Tapia, V. M. Theodoro, C. Timmermans,C. J. Todero Peixoto, L. Tomankova, B. Tomé,G. Torralba Elipe, P. Trávničék, M. Trini, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban,J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore,G. van Aar,Peter M. van Bodegom,A. M. van den Berg,A. van Vliet, E. Varela,B. Vargas Cárdenas, G. Varner, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič,Indira D. Vergara Quispe, V. Verzi, J. Vícha, L. Villaseñor, S. Vorobiov, H. Wahlberg, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, A. Weindl, L. Wiencke, H. Wilczyński, T. Winchen,Marcus Wirtz, David Wittkowski, B. Wundheiler,Lili Yang, D. Yelos, A. Yushkov, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, A. Zepeda, B. Zimmermann, M. Ziolkowski, Z. Zong, Z. Zong

Journal of Cosmology and Astroparticle Physics(2017)

引用 16|浏览3
暂无评分
摘要
A search for ultra-high energy photons with energies above 1 EeV is performed using nine years of data collected by the Pierre Auger Observatory in hybrid operation mode. An unprecedented separation power between photon and hadron primaries is achieved by combining measurements of the longitudinal air-shower development with the particle content at ground measured by the fluorescence and surface detectors, respectively. Only three photon candidates at energies 1–2 EeV are found, which is compatible with the expected hadron-induced background. Upper limits on the integral flux of ultra-high energy photons of 0.027, 0.009, 0.008, 0.008 and 0.007 km−2 sr−1 yr−1 are derived at 95% C.L. for energy thresholds of 1, 2, 3, 5 and 10 EeV. These limits bound the fractions of photons in the all-particle integral flux below 0.1%, 0.15%, 0.33%, 0.85% and 2.7%. For the first time the photon fraction at EeV energies is constrained at the sub-percent level. The improved limits are below the flux of diffuse photons predicted by some astrophysical scenarios for cosmogenic photon production. The new results rule-out the early top-down models − in which ultra-high energy cosmic rays are produced by, e.g., the decay of super-massive particles − and challenge the most recent super-heavy dark matter models.
更多
查看译文
关键词
hybrid detector,photons,energies
AI 理解论文
溯源树
样例
生成溯源树,研究论文发展脉络
Chat Paper
正在生成论文摘要