Resumen
We present a measurement of the cosmic-ray spectrum above 100 PeV using the part of the surface detector of the Pierre Auger Observatory that has a spacing of 750 m. An inflection of the spectrum is observed, confirming the presence of the so-called second-knee feature. The spectrum is then combined with that of the 1500 m array to produce a single measurement of the flux, linking this spectral feature with the three additional breaks at the highest energies. The combined spectrum, with an energy scale set calorimetrically via fluorescence telescopes and using a single detector type, results in the most statistically and systematically precise measurement of spectral breaks yet obtained. These measurements are critical for furthering our understanding of the highest energy cosmic rays.
Idioma original | Inglés |
---|---|
Número de artículo | 966 |
Publicación | European Physical Journal C |
Volumen | 81 |
N.º | 11 |
DOI | |
Estado | Publicada - nov. 2021 |
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- Artículo A1 - Q1
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The energy spectrum of cosmic rays beyond the turn-down around 1017 eV as measured with the surface detector of the Pierre Auger Observatory. / Pierre Auger Collaboration.
En: European Physical Journal C, Vol. 81, N.º 11, 966, 11.2021.Resultado de la investigación: Contribución a una revista › Artículo › revisión exhaustiva
TY - JOUR
T1 - The energy spectrum of cosmic rays beyond the turn-down around 1017 eV as measured with the surface detector of the Pierre Auger Observatory
AU - Pierre Auger Collaboration
AU - Abreu, P.
AU - Aglietta, M.
AU - Albury, J. M.
AU - Allekotte, I.
AU - Almela, A.
AU - Alvarez-Muñiz, J.
AU - Alves Batista, R.
AU - Anastasi, G. A.
AU - Anchordoqui, L.
AU - Andrada, B.
AU - Andringa, S.
AU - Aramo, C.
AU - Araújo Ferreira, P. R.
AU - Arteaga Velázquez, J. C.
AU - Asorey, H.
AU - Assis, P.
AU - Avila, G.
AU - Badescu, A. M.
AU - Bakalova, A.
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AU - Barbato, F.
AU - Barreira Luz, R. J.
AU - Becker, K. H.
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AU - Bertaina, M. E.
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AU - Biermann, P. L.
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AU - Binet, V.
AU - Bismark, K.
AU - Bister, T.
AU - Biteau, J.
AU - Blazek, J.
AU - Bleve, C.
AU - Boháčová, M.
AU - Boncioli, D.
AU - Bonifazi, C.
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AU - Borodai, N.
AU - Botti, A. M.
AU - Brack, J.
AU - Bretz, T.
AU - Brichetto Orchera, P. G.
AU - Briechle, F. L.
AU - Buchholz, P.
AU - Bueno, A.
AU - Buitink, S.
AU - Buscemi, M.
AU - Büsken, M.
AU - Caballero-Mora, K. S.
AU - Caccianiga, L.
AU - Canfora, F.
AU - Caracas, I.
AU - Carceller, J. M.
AU - Caruso, R.
AU - Castellina, A.
AU - Catalani, F.
AU - Cataldi, G.
AU - Cazon, L.
AU - Cerda, M.
AU - Chinellato, J. A.
AU - Chudoba, J.
AU - Chytka, L.
AU - Clay, R. W.
AU - Cobos Cerutti, A. C.
AU - Colalillo, R.
AU - Coleman, A.
AU - Coluccia, M. R.
AU - Conceição, R.
AU - Condorelli, A.
AU - Consolati, G.
AU - Contreras, F.
AU - Convenga, F.
AU - Correia dos Santos, D.
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AU - Dasso, S.
AU - Daumiller, K.
AU - Dawson, B. R.
AU - Day, J. A.
AU - de Almeida, R. M.
AU - de Jesús, J.
AU - de Jong, S. J.
AU - De Mauro, G.
AU - de Mello Neto, J. R.T.
AU - De Mitri, I.
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AU - Di Matteo, A.
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AU - D’Olivo, J. C.
AU - Domingues Mendes, L. M.
AU - dos Anjos, R. C.
AU - dos Santos, D.
AU - Dova, M. T.
AU - Ebr, J.
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AU - Epicoco, I.
AU - Erdmann, M.
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AU - Etchegoyen, A.
AU - Falcke, H.
AU - Farmer, J.
AU - Farrar, G.
AU - Fauth, A. C.
AU - Fazzini, N.
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AU - Figueira, J. M.
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AU - Fitoussi, T.
AU - Fodran, T.
AU - Freire, M. M.
AU - Fujii, T.
AU - Fuster, A.
AU - Galea, C.
AU - Galelli, C.
AU - García, B.
AU - Garcia Vegas, A. L.
AU - Gemmeke, H.
AU - Gesualdi, F.
AU - Gherghel-Lascu, A.
AU - Ghia, P. L.
AU - Giaccari, U.
AU - Giammarchi, M.
AU - Glombitza, J.
AU - Gobbi, F.
AU - Gollan, F.
AU - Golup, G.
AU - Gómez Berisso, M.
AU - Gómez Vitale, P. F.
AU - Gongora, J. P.
AU - González, J. M.
AU - González, N.
AU - Goos, I.
AU - Góra, D.
AU - Gorgi, A.
AU - Gottowik, M.
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AU - Guarino, F.
AU - Guedes, G. P.
AU - Guido, E.
AU - Hahn, S.
AU - Hamal, P.
AU - Hampel, M. R.
AU - Hansen, P.
AU - Harari, D.
AU - Harvey, V. M.
AU - Haungs, A.
AU - Hebbeker, T.
AU - Heck, D.
AU - Hill, G. C.
AU - Hojvat, C.
AU - Hörandel, J. R.
AU - Horvath, P.
AU - Hrabovský, M.
AU - Huege, T.
AU - Insolia, A.
AU - Isar, P. G.
AU - Janecek, P.
AU - Johnsen, J. A.
AU - Jurysek, J.
AU - Kääpä, A.
AU - Kampert, K. H.
AU - Karastathis, N.
AU - Keilhauer, B.
AU - Kemp, J.
AU - Khakurdikar, A.
AU - Kizakke Covilakam, V. V.
AU - Klages, H. O.
AU - Kleifges, M.
AU - Kleinfeller, J.
AU - Köpke, M.
AU - Kunka, N.
AU - Lago, B. L.
AU - Lang, R. G.
AU - Langner, N.
AU - Leigui de Oliveira, M. A.
AU - Lenok, V.
AU - Letessier-Selvon, A.
AU - Lhenry-Yvon, I.
AU - Lo Presti, D.
AU - Lopes, L.
AU - López, R.
AU - Lu, L.
AU - Luce, Q.
AU - Lundquist, J. P.
AU - Machado Payeras, A.
AU - Mancarella, G.
AU - Mandat, D.
AU - Manning, B. C.
AU - Manshanden, J.
AU - Mantsch, P.
AU - Marafico, S.
AU - Mariazzi, A. G.
AU - Mariş, I. C.
AU - Marsella, G.
AU - Martello, D.
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AU - Martinez, H.
AU - Martínez Bravo, O.
AU - Mastrodicasa, M.
AU - Mathes, H. J.
AU - Matthews, J.
AU - Matthiae, G.
AU - Mayotte, E.
AU - Mazur, P. O.
AU - Medina-Tanco, G.
AU - Melo, D.
AU - Menshikov, A.
AU - Merenda, K. D.
AU - Michal, S.
AU - Micheletti, M. I.
AU - Miramonti, L.
AU - Mockler, D.
AU - Mollerach, S.
AU - Montanet, F.
AU - Morello, C.
AU - Mostafá, M.
AU - Müller, A. L.
AU - Muller, M. A.
AU - Mulrey, K.
AU - Mussa, R.
AU - Muzio, M.
AU - Namasaka, W. M.
AU - Nasr-Esfahani, A.
AU - Nellen, L.
AU - Niculescu-Oglinzanu, M.
AU - Niechciol, M.
AU - Nitz, D.
AU - Nosek, D.
AU - Novotny, V.
AU - Nožka, L.
AU - Nucita, A.
AU - Núñez, L. A.
AU - Palatka, M.
AU - Pallotta, J.
AU - Papenbreer, P.
AU - Parente, G.
AU - Parra, A.
AU - Pawlowsky, J.
AU - Pech, M.
AU - Pedreira, F.
AU - Pȩkala, J.
AU - Pelayo, R.
AU - Peña-Rodriguez, J.
AU - Pereira Martins, E. E.
AU - Perez Armand, J.
AU - Pérez Bertolli, C.
AU - Perlin, M.
AU - Perrone, L.
AU - Petrera, S.
AU - Pierog, T.
AU - Pimenta, M.
AU - Pirronello, V.
AU - Platino, M.
AU - Pont, B.
AU - Pothast, M.
AU - Privitera, P.
AU - Prouza, M.
AU - Puyleart, A.
AU - Querchfeld, S.
AU - Rautenberg, J.
AU - Ravignani, D.
AU - Reininghaus, M.
AU - Ridky, J.
AU - Riehn, F.
AU - Risse, M.
AU - Rizi, V.
AU - Rodrigues de Carvalho, W.
AU - Rodriguez Rojo, J.
AU - Roncoroni, M. J.
AU - Roth, M.
AU - Roulet, E.
AU - Rovero, A. C.
AU - Ruehl, P.
AU - Saffi, S. J.
AU - Saftoiu, A.
AU - Salamida, F.
AU - Salazar, H.
AU - Salina, G.
AU - Sanabria Gomez, J. D.
AU - Sánchez, F.
AU - Santos, E. M.
AU - Santos, E.
AU - Sarazin, F.
AU - Sarmento, R.
AU - Sarmiento-Cano, C.
AU - Sato, R.
AU - Savina, P.
AU - Schäfer, C. M.
AU - Scherini, V.
AU - Schieler, H.
AU - Schimassek, M.
AU - Schimp, M.
AU - Schlüter, F.
AU - Schmidt, D.
AU - Scholten, O.
AU - Schovánek, P.
AU - Schröder, F. G.
AU - Schröder, S.
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AU - Sciutto, S. J.
AU - Scornavacche, M.
AU - Segreto, A.
AU - Sehgal, S.
AU - Shellard, R. C.
AU - Sigl, G.
AU - Silli, G.
AU - Sima, O.
AU - Šmída, R.
AU - Sommers, P.
AU - Soriano, J. F.
AU - Souchard, J.
AU - Squartini, R.
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AU - Stanca, D.
AU - Stanič, S.
AU - Stasielak, J.
AU - Stassi, P.
AU - Streich, A.
AU - Suárez-Durán, M.
AU - Sudholz, T.
AU - Suomijärvi, T.
AU - Supanitsky, A. D.
AU - Szadkowski, Z.
AU - Tapia, A.
AU - Taricco, C.
AU - Timmermans, C.
AU - Tkachenko, O.
AU - Tobiska, P.
AU - Todero Peixoto, C. J.
AU - Tomé, B.
AU - Torrès, Z.
AU - Travaini, A.
AU - Travnicek, P.
AU - Trimarelli, C.
AU - Tueros, M.
AU - Ulrich, R.
AU - Unger, M.
AU - Vaclavek, L.
AU - Vacula, M.
AU - Valdés Galicia, J. F.
AU - Valore, L.
AU - Varela, E.
AU - Vásquez-Ramírez, A.
AU - Veberič, D.
AU - Ventura, C.
AU - Vergara Quispe, I. D.
AU - Verzi, V.
AU - Vicha, J.
AU - Vink, J.
AU - Vorobiov, S.
AU - Wahlberg, H.
AU - Watanabe, C.
AU - Watson, A. A.
AU - Weber, M.
AU - Weindl, A.
AU - Wiencke, L.
AU - Wilczyński, H.
AU - Wirtz, M.
AU - Wittkowski, D.
AU - Wundheiler, B.
AU - Yushkov, A.
AU - Zapparrata, O.
AU - Zas, E.
AU - Zavrtanik, D.
AU - Zavrtanik, M.
AU - Zehrer, L.
N1 - Funding Information: The successful installation, commissioning, and operation of the Pierre Auger Observatory would not have been possible without the strong commitment and effort from the technical and administrative staff in Malargüe. We are very grateful to the following agencies and organizations for financial support: Argentina – Comisión Nacional de Energía Atómica; Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT); Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET); Gobierno de la Provincia de Mendoza; Municipalidad de Malargüe; NDM Holdings and Valle Las Leñas; in gratitude for their continuing cooperation over land access; Australia – the Australian Research Council; Belgium – Fonds de la Recherche Scientifique (FNRS); Research Foundation Flanders (FWO); Brazil – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP); Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Rio de Janeiro (FAPERJ); São Paulo Research Foundation (FAPESP) Grants No. 2019/10151-2, No. 2010/07359-6 and No. 1999/05404-3; Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC); Czech Republic – Grant No. MSMT CR LTT18004, LM2015038, LM2018102, CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001402, CZ.02.1.01/0.0/0.0/18_046/0016010 and CZ.02.1.01/0.0/0.0/17_049/0008422; France – Centre de Calcul IN2P3/CNRS; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Conseil Régional Ile-de-France; Département Physique Nucléaire et Corpusculaire (PNC-IN2P3/CNRS); Département Sciences de l’Univers (SDU-INSU/CNRS); Institut Lagrange de Paris (ILP) Grant No. LABEX ANR-10-LABX-63 within the Investissements d’Avenir Programme Grant No. ANR-11-IDEX-0004-02; Germany – Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Finanzministerium Baden-Württemberg; Helmholtz Alliance for Astroparticle Physics (HAP); Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF); Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen; Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg; Italy – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN); Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF); Ministero dell’Istruzione, dell’Universitá e della Ricerca (MIUR); CETEMPS Center of Excellence; Ministero degli Affari Esteri (MAE); México – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) No. 167733; Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); PAPIIT DGAPA-UNAM; The Netherlands – Ministry of Education, Culture and Science; Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO); Dutch national e-infrastructure with the support of SURF Cooperative; Poland -Ministry of Science and Higher Education, grant No. DIR/WK/2018/11; National Science Centre, Grants No. 2013/08/M/ST9/00322, No. 2016/23/B/ST9/01635 and No. HARMONIA 5–2013/10/M/ST9/00062, UMO-2016/22/M/ST9/00198; Portugal – Portuguese national funds and FEDER funds within Programa Operacional Factores de Competitividade through Fundação para a Ciência e a Tecnologia (COMPETE); Romania – Romanian Ministry of Education and Research, the Program Nucleu within MCI (PN19150201/16N/2019 and PN19060102) and project PN-III-P1-1.2-PCCDI-2017-0839/19PCCDI/2018 within PNCDI III; Slovenia – Slovenian Research Agency, grants P1-0031, P1-0385, I0-0033, N1-0111; Spain – Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (FPA2017-85114-P and PID2019-104676GB-C32), Xunta de Galicia (ED431C 2017/07), Junta de Andalucía (SOMM17/6104/UGR, P18-FR-4314) Feder Funds, RENATA Red Nacional Temática de Astropartículas (FPA2015-68783-REDT) and María de Maeztu Unit of Excellence (MDM-2016-0692); USA – Department of Energy, Contracts No. DE-AC02-07CH11359, No. DE-FR02-04ER41300, No. DE-FG02-99ER41107 and No. DE-SC0011689; National Science Foundation, Grant No. 0450696; The Grainger Foundation; Marie Curie-IRSES/EPLANET; European Particle Physics Latin American Network; University of Delaware Research Foundation (UDRF) – 2019; and UNESCO. Publisher Copyright: © 2021, The Author(s).
PY - 2021/11
Y1 - 2021/11
N2 - We present a measurement of the cosmic-ray spectrum above 100 PeV using the part of the surface detector of the Pierre Auger Observatory that has a spacing of 750 m. An inflection of the spectrum is observed, confirming the presence of the so-called second-knee feature. The spectrum is then combined with that of the 1500 m array to produce a single measurement of the flux, linking this spectral feature with the three additional breaks at the highest energies. The combined spectrum, with an energy scale set calorimetrically via fluorescence telescopes and using a single detector type, results in the most statistically and systematically precise measurement of spectral breaks yet obtained. These measurements are critical for furthering our understanding of the highest energy cosmic rays.
AB - We present a measurement of the cosmic-ray spectrum above 100 PeV using the part of the surface detector of the Pierre Auger Observatory that has a spacing of 750 m. An inflection of the spectrum is observed, confirming the presence of the so-called second-knee feature. The spectrum is then combined with that of the 1500 m array to produce a single measurement of the flux, linking this spectral feature with the three additional breaks at the highest energies. The combined spectrum, with an energy scale set calorimetrically via fluorescence telescopes and using a single detector type, results in the most statistically and systematically precise measurement of spectral breaks yet obtained. These measurements are critical for furthering our understanding of the highest energy cosmic rays.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85118807945&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1140/epjc/s10052-021-09700-w
DO - 10.1140/epjc/s10052-021-09700-w
M3 - Artículo
AN - SCOPUS:85118807945
VL - 81
JO - European Physical Journal C
JF - European Physical Journal C
SN - 1434-6044
IS - 11
M1 - 966
ER -