Depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory. I. Measurements at energies above 1017.8eV

A. Aab, P. Abreu, M. Aglietta, E. J. Ahn, I. Al Samarai, I. F.M. Albuquerque, I. Allekotte, J. Allen, P. Allison, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Muñiz, R. Alves Batista, M. Ambrosio, A. Aminaei, L. Anchordoqui, S. Andringa, C. Aramo, V. M. Aranda, F. ArquerosH. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, M. Avenier, G. Avila, N. Awal, A. M. Badescu, K. B. Barber, J. Bäuml, C. Baus, J. J. Beatty, K. H. Becker, J. A. Bellido, C. Berat, M. E. Bertaina, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, S. Blaess, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, I. Brancus, A. Bridgeman, P. Brogueira, W. C. Brown, P. Buchholz, A. Bueno, S. Buitink, M. Buscemi, K. S. Caballero-Mora, B. Caccianiga, L. Caccianiga, M. Candusso, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, A. G. Chavez, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, J. Chudoba, M. Cilmo, R. W. Clay, G. Cocciolo, R. Colalillo, A. Coleman, L. Collica, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, M. J. Cooper, A. Cordier, S. Coutu, C. E. Covault, J. Cronin, A. Curutiu, R. Dallier, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. De Almeida, M. De Domenico, S. J. De Jong, J. R.T. De Mello Neto, I. De Mitri, J. De Oliveira, V. De Souza, L. Del Peral, O. Deligny, H. Dembinski, N. Dhital, C. Di Giulio, A. Di Matteo, J. C. Diaz, M. L. Díaz Castro, F. Diogo, C. Dobrigkeit, W. Docters, J. C. D'Olivo, A. Dorofeev, Q. Dorosti Hasankiadeh, M. T. Dova, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, M. Erfani, C. O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, H. Falcke, K. Fang, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. P. Ferguson, M. Fernandes, B. Fick, J. M. Figueira, A. Filevich, A. Filipčič, B. D. Fox, O. Fratu, U. Fröhlich, B. Fuchs, T. Fujii, R. Gaior, B. García, S. T. Garcia Roca, D. Garcia-Gamez, D. Garcia-Pinto, G. Garilli, A. Gascon Bravo, F. Gate, H. Gemmeke, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giammarchi, M. Giller, C. Glaser, H. Glass, M. Gómez Berisso, P. F. Gómez Vitale, P. Gonçalves, J. G. Gonzalez, N. González, B. Gookin, J. Gordon, A. Gorgi, P. Gorham, P. Gouffon, S. Grebe, N. Griffith, A. F. Grillo, T. D. Grubb, F. Guarino, G. P. Guedes, M. R. Hampel, P. Hansen, D. Harari, T. A. Harrison, S. Hartmann, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, P. Heimann, A. E. Herve, G. C. Hill, C. Hojvat, N. Hollon, E. Holt, P. Homola, J. R. Hörandel, P. Horvath, M. Hrabovský, D. Huber, T. Huege, A. Insolia, P. G. Isar, I. Jandt, S. Jansen, C. Jarne, M. Josebachuili, A. Kääpä, O. Kambeitz, K. H. Kampert, P. Kasper, I. Katkov, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Krause, N. Krohm, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, D. Kuempel, N. Kunka, D. Lahurd, L. Latronico, R. Lauer, M. Lauscher, P. Lautridou, S. Le Coz, M. S.A.B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, M. A. Leigui De Oliveira, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link, R. López, A. Lopez Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, L. Lu, A. Lucero, M. Ludwig, M. Malacari, S. Maldera, M. Mallamaci, J. Maller, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, V. Marin, I. C. Mariş, G. Marsella, D. Martello, L. Martin, H. Martinez, O. Martínez Bravo, D. Martraire, J. J. Masías Meza, H. J. Mathes, S. Mathys, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurel, D. Maurizio, E. Mayotte, P. O. Mazur, C. Medina, G. Medina-Tanco, R. Meissner, M. Melissas, D. Melo, A. Menshikov, S. Messina, R. Meyhandan, S. Mićanović, M. I. Micheletti, L. Middendorf, I. A. Minaya, L. Miramonti, B. Mitrica, L. Molina-Bueno, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, C. Morello, M. Mostafá, C. A. Moura, M. A. Muller, G. Müller, S. Müller, M. Münchmeyer, R. Mussa, G. Navarra, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, A. Nelles, J. Neuser, P. Nguyen, M. Niechciol, L. Niemietz, T. Niggemann, D. Nitz, D. Nosek, V. Novotny, L. NoŽka, L. Ochilo, A. Olinto, M. Oliveira, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, P. Papenbreer, G. Parente, A. Parra, T. Paul, M. Pech, J. P©kala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, E. Petermann, C. Peters, S. Petrera, Y. Petrov, J. Phuntsok, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum, A. Porcelli, C. Porowski, R. R. Prado, P. Privitera, M. Prouza, V. Purrello, E. J. Quel, S. Querchfeld, S. Quinn, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, V. Rizi, W. Rodrigues De Carvalho, I. Rodriguez Cabo, G. Rodriguez Fernandez, J. Rodriguez Rojo, M. D. Rodríguez-Frías, D. Rogozin, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, E. Roulet, A. C. Rovero, S. J. Saffi, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, A. Saleh, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Sánchez, P. Sanchez-Lucas, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, B. Sarkar, R. Sarmento, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, D. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, P. Schovánek, A. Schulz, J. Schulz, J. Schumacher, S. J. Sciutto, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, I. Sidelnik, G. Sigl, O. Sima, A. ͆miałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, R. Squartini, Y. N. Srivastava, S. Stanič, J. Stapleton, J. Stasielak, M. Stephan, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, M. Szuba, O. A. Taborda, A. Tapia, M. Tartare, A. Tepe, V. M. Theodoro, C. Timmermans, C. J. Todero Peixoto, G. Toma, L. Tomankova, B. Tomé, A. Tonachini, G. Torralba Elipe, D. Torres Machado, P. Travnicek, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, G. Van Aar, P. Van Bodegom, A. M. Van Den Berg, S. Van Velzen, A. Van Vliet, E. Varela, B. Vargas Cárdenas, G. Varner, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, V. Verzi, J. Vicha, M. Videla, L. Villaseñor, B. Vlcek, S. Vorobiov, H. Wahlberg, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, K. Weidenhaupt, A. Weindl, F. Werner, A. Widom, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, M. Will, C. Williams, T. Winchen, D. Wittkowski, B. Wundheiler, S. Wykes, T. Yamamoto, T. Yapici, G. Yuan, A. Yushkov, B. Zamorano, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, J. Zhou, Y. Zhu, M. Zimbres Silva, M. Ziolkowski, F. Zuccarello

Research output: Contribution to journalArticle

226 Scopus citations

Abstract

We report a study of the distributions of the depth of maximum, Xmax, of extensive air-shower profiles with energies above 1017.8eV as observed with the fluorescence telescopes of the Pierre Auger Observatory. The analysis method for selecting a data sample with minimal sampling bias is described in detail as well as the experimental cross-checks and systematic uncertainties. Furthermore, we discuss the detector acceptance and the resolution of the Xmax measurement and provide parametrizations thereof as a function of energy. The energy dependence of the mean and standard deviation of the Xmax distributions are compared to air-shower simulations for different nuclear primaries and interpreted in terms of the mean and variance of the logarithmic mass distribution at the top of the atmosphere.

Original languageEnglish (US)
Article number122005
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume90
Issue number12
DOIs
StatePublished - Dec 31 2014

    Fingerprint

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Nuclear and High Energy Physics
  • Physics and Astronomy (miscellaneous)

Cite this

Aab, A., Abreu, P., Aglietta, M., Ahn, E. J., Al Samarai, I., Albuquerque, I. F. M., Allekotte, I., Allen, J., Allison, P., Almela, A., Alvarez Castillo, J., Alvarez-Muñiz, J., Alves Batista, R., Ambrosio, M., Aminaei, A., Anchordoqui, L., Andringa, S., Aramo, C., Aranda, V. M., ... Zuccarello, F. (2014). Depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory. I. Measurements at energies above 1017.8eV. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 90(12), [122005]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.90.122005