Abstract
With the Auger Engineering Radio Array (AERA) of the Pierre Auger Observatory, we have observed the radio emission from 561 extensive air showers with zenith angles between 60 and 84. In contrast to air showers with more vertical incidence, these inclined air showers illuminate large ground areas of several km2 with radio signals detectable in the 30 to 80 MHz band. A comparison of the measured radio-signal amplitudes with Monte Carlo simulations of a subset of 50 events for which we reconstruct the energy using the Auger surface detector shows agreement within the uncertainties of the current analysis. As expected for forward-beamed radio emission undergoing no significant absorption or scattering in the atmosphere, the area illuminated by radio signals grows with the zenith angle of the air shower. Inclined air showers with EeV energies are thus measurable with sparse radio-antenna arrays with grid sizes of a km or more. This is particularly attractive as radio detection provides direct access to the energy in the electromagnetic cascade of an air shower, which in case of inclined air showers is not accessible by arrays of particle detectors on the ground.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 026 |
| Journal | Journal of Cosmology and Astroparticle Physics |
| Volume | 2018 |
| Issue number | 10 |
| DOIs | |
| State | Published - Oct 16 2018 |
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- Astronomy and Astrophysics
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Observation of inclined EeV air showers with the radio detector of the Pierre Auger Observatory. / Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Albuquerque, I. F.M.; Albury, J. M.; Allekotte, I.; Almela, A.; Castillo, J. Alvarez; Alvarez-Muñiz, J.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Arsene, N.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A. M.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Luz, R. J.Barreira; Baur, S.; 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.; Boháčová, M.; Bonifazi, C.; Borodai, N.; Botti, A. M.; Brack, J.; Bretz, T.; Bridgeman, A.; Briechle, F. L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Calcagni, L.; Cancio, A.; Canfora, F.; Carceller, J. M.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cerutti, A. C.Cobos; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, M. R.; Conceição, R.; Consolati, G.; Contreras, F.; Cooper, M. J.; Coutu, S.; Covault, C. E.; D'Amico, S.; Daniel, B.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; Day, J. A.; De Almeida, R. M.; De Jong, S. J.; Mauro, G. De; Neto, J. R.T.De Mello; Mitri, I. De; De Oliveira, J.; De Souza, V.; Debatin, J.; Deligny, O.; Dhital, N.; Castro, M. L.Díaz; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Dorosti, Q.; Anjos, R. C.Dos; Dova, M. T.; Dundovic, A.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Ferreyro, L. P.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filipčič, A.; Freire, M. M.; Fujii, T.; Fuster, A.; Gaïor, R.; García, B.; Gemmeke, H.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Głas, D.; Glaser, C.; Glombitza, J.; Golup, G.; Berisso, M. Gómez; Vitale, P. F.Gómez; González, N.; Goos, I.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guido, E.; Halliday, R.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T. A.; Harvey, V. M.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Hill, G. C.; Hojvat, C.; Holt, E. M.; Homola, P.; Hörandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Hulsman, J.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Jandt, I.; Johnsen, J. A.; Josebachuili, M.; Jurysek, J.; Kääpä, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K. H.; Keilhauer, B.; Kemmerich, N.; Kemp, J.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Kuempel, D.; Mezek, G. Kukec; Kunka, N.; Awad, A. Kuotb; Lago, B. L.; Lahurd, D.; Lang, R. G.; Legumina, R.; De Oliveira, M. A.Leigui; Lenok, V.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Presti, D. Lo; Lopes, L.; López, R.; Casado, A. López; Lorek, R.; Luce, Q.; Lucero, A.; Malacari, M.; Mallamaci, M.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Mariş, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinez, H.; Bravo, O. Martínez; Mathes, H. J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mazur, P. O.; Medina, C.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merenda, K. D.; Michal, S.; Micheletti, M. I.; Middendorf, L.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Mockler, D.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Morlino, G.; Mostafá, M.; Müller, A. L.; Muller, M. A.; Müller, S.; Mussa, R.; Nellen, L.; Nguyen, P. H.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Niemietz, L.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L. A.; Oikonomou, F.; Olinto, A.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; Pedreira, F.; Pkala, J.; Pelayo, R.; Peña-Rodriguez, J.; Pereira, L. A.S.; Perlin, M.; Perrone, L.; Peters, C.; Petrera, S.; Phuntsok, J.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Poh, J.; Pont, B.; Porowski, C.; Prado, R. R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Ramos-Pollan, R.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; De Carvalho, W. Rodrigues; Fernandez, G. Rodriguez; Rojo, J. Rodriguez; Roncoroni, M. J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saffi, S. J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Saleh, A.; Salina, G.; Sánchez, F.; Sanchez-Lucas, P.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schauer, M.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schovánek, P.; Schröder, F. G.; Schröder, S.; Schulz, A.; Schumacher, J.; Sciutto, S. J.; Segreto, A.; Shellard, R. C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Šmída, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Soriano, J. F.; Souchard, J.; Squartini, R.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Stolpovskiy, M.; Strafella, F.; Streich, A.; Suarez, F.; Suárez-Durán, M.; Sudholz, T.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Šupík, J.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Taboada, A.; Taborda, O. A.; Timmermans, C.; Peixoto, C. J.Todero; Tomé, B.; Elipe, G. Torralba; Travnicek, P.; Trini, M.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Galicia, J. F.Valdés; Valiño, I.; Valore, L.; Bodegom, P. Van; Berg, A. M.Van Den; Vliet, A. Van; Varela, E.; Cárdenas, B. Vargas; Vázquez, R. A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Quispe, I. D.Vergara; Verzi, V.; Vicha, J.; Villaseñor, L.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson, A. A.; Weber, M.; Weindl, A.; Wiedeński, M.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wirtz, M.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yang, L.; Yushkov, A.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Zepeda, A.; Zimmermann, B.; Ziolkowski, M.; Zong, Z.; Zuccarello, F.
In: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Vol. 2018, No. 10, 026, 16.10.2018.Research output: Contribution to journal › Article
TY - JOUR
T1 - Observation of inclined EeV air showers with the radio detector of the Pierre Auger Observatory
AU - Aab, A.
AU - Abreu, P.
AU - Aglietta, M.
AU - Albuquerque, I. F.M.
AU - Albury, J. M.
AU - Allekotte, I.
AU - Almela, A.
AU - Castillo, J. Alvarez
AU - Alvarez-Muñiz, J.
AU - Anastasi, G. A.
AU - Anchordoqui, L.
AU - Andrada, B.
AU - Andringa, S.
AU - Aramo, C.
AU - Arsene, N.
AU - Asorey, H.
AU - Assis, P.
AU - Avila, G.
AU - Badescu, A. M.
AU - Balaceanu, A.
AU - Barbato, F.
AU - Luz, R. J.Barreira
AU - Baur, S.
AU - Becker, K. H.
AU - Bellido, J. A.
AU - Berat, C.
AU - Bertaina, M. E.
AU - Bertou, X.
AU - Biermann, P. L.
AU - Biteau, J.
AU - Blaess, S. G.
AU - Blanco, A.
AU - Blazek, J.
AU - Bleve, C.
AU - Boháčová, M.
AU - Bonifazi, C.
AU - Borodai, N.
AU - Botti, A. M.
AU - Brack, J.
AU - Bretz, T.
AU - Bridgeman, A.
AU - Briechle, F. L.
AU - Buchholz, P.
AU - Bueno, A.
AU - Buitink, S.
AU - Buscemi, M.
AU - Caballero-Mora, K. S.
AU - Caccianiga, L.
AU - Calcagni, L.
AU - Cancio, A.
AU - Canfora, F.
AU - Carceller, J. M.
AU - Caruso, R.
AU - Castellina, A.
AU - Catalani, F.
AU - Cataldi, G.
AU - Cazon, L.
AU - Chinellato, J. A.
AU - Chudoba, J.
AU - Chytka, L.
AU - Clay, R. W.
AU - Cerutti, A. C.Cobos
AU - Colalillo, R.
AU - Coleman, A.
AU - Collica, L.
AU - Coluccia, M. R.
AU - Conceição, R.
AU - Consolati, G.
AU - Contreras, F.
AU - Cooper, M. J.
AU - Coutu, S.
AU - Covault, C. E.
AU - D'Amico, S.
AU - Daniel, B.
AU - Dasso, S.
AU - Daumiller, K.
AU - Dawson, B. R.
AU - Day, J. A.
AU - De Almeida, R. M.
AU - De Jong, S. J.
AU - Mauro, G. De
AU - Neto, J. R.T.De Mello
AU - Mitri, I. De
AU - De Oliveira, J.
AU - De Souza, V.
AU - Debatin, J.
AU - Deligny, O.
AU - Dhital, N.
AU - Castro, M. L.Díaz
AU - Diogo, F.
AU - Dobrigkeit, C.
AU - D'Olivo, J. C.
AU - Dorosti, Q.
AU - Anjos, R. C.Dos
AU - Dova, M. T.
AU - Dundovic, A.
AU - Ebr, J.
AU - Engel, R.
AU - Erdmann, M.
AU - Escobar, C. O.
AU - Etchegoyen, A.
AU - Falcke, H.
AU - Farmer, J.
AU - Farrar, G.
AU - Fauth, A. C.
AU - Fazzini, N.
AU - Feldbusch, F.
AU - Fenu, F.
AU - Ferreyro, L. P.
AU - Fick, B.
AU - Figueira, J. M.
AU - Filipčič, A.
AU - Freire, M. M.
AU - Fujii, T.
AU - Fuster, A.
AU - Gaïor, R.
AU - García, B.
AU - Gemmeke, H.
AU - Gherghel-Lascu, A.
AU - Ghia, P. L.
AU - Giaccari, U.
AU - Giammarchi, M.
AU - Giller, M.
AU - Głas, D.
AU - Glaser, C.
AU - Glombitza, J.
AU - Golup, G.
AU - Berisso, M. Gómez
AU - Vitale, P. F.Gómez
AU - González, N.
AU - Goos, I.
AU - Góra, D.
AU - Gorgi, A.
AU - Gottowik, M.
AU - Grubb, T. D.
AU - Guarino, F.
AU - Guedes, G. P.
AU - Guido, E.
AU - Halliday, R.
AU - Hampel, M. R.
AU - Hansen, P.
AU - Harari, D.
AU - Harrison, T. A.
AU - Harvey, V. M.
AU - Haungs, A.
AU - Hebbeker, T.
AU - Heck, D.
AU - Heimann, P.
AU - Hill, G. C.
AU - Hojvat, C.
AU - Holt, E. M.
AU - Homola, P.
AU - Hörandel, J. R.
AU - Horvath, P.
AU - Hrabovský, M.
AU - Huege, T.
AU - Hulsman, J.
AU - Insolia, A.
AU - Isar, P. G.
AU - Jandt, I.
AU - Johnsen, J. A.
AU - Josebachuili, M.
AU - Jurysek, J.
AU - Kääpä, A.
AU - Kambeitz, O.
AU - Kampert, K. H.
AU - Keilhauer, B.
AU - Kemmerich, N.
AU - Kemp, J.
AU - Klages, H. O.
AU - Kleifges, M.
AU - Kleinfeller, J.
AU - Krause, R.
AU - Kuempel, D.
AU - Mezek, G. Kukec
AU - Kunka, N.
AU - Awad, A. Kuotb
AU - Lago, B. L.
AU - Lahurd, D.
AU - Lang, R. G.
AU - Legumina, R.
AU - De Oliveira, M. A.Leigui
AU - Lenok, V.
AU - Letessier-Selvon, A.
AU - Lhenry-Yvon, I.
AU - Presti, D. Lo
AU - Lopes, L.
AU - López, R.
AU - Casado, A. López
AU - Lorek, R.
AU - Luce, Q.
AU - Lucero, A.
AU - Malacari, M.
AU - Mallamaci, M.
AU - Mandat, D.
AU - Mantsch, P.
AU - Mariazzi, A. G.
AU - Mariş, I. C.
AU - Marsella, G.
AU - Martello, D.
AU - Martinez, H.
AU - Bravo, O. Martínez
AU - Mathes, H. J.
AU - Mathys, S.
AU - Matthews, J.
AU - Matthiae, G.
AU - Mayotte, E.
AU - Mazur, P. O.
AU - Medina, C.
AU - Medina-Tanco, G.
AU - Melo, D.
AU - Menshikov, A.
AU - Merenda, K. D.
AU - Michal, S.
AU - Micheletti, M. I.
AU - Middendorf, L.
AU - Miramonti, L.
AU - Mitrica, B.
AU - Mockler, D.
AU - Mollerach, S.
AU - Montanet, F.
AU - Morello, C.
AU - Morlino, G.
AU - Mostafá, M.
AU - Müller, A. L.
AU - Muller, M. A.
AU - Müller, S.
AU - Mussa, R.
AU - Nellen, L.
AU - Nguyen, P. H.
AU - Niculescu-Oglinzanu, M.
AU - Niechciol, M.
AU - Niemietz, L.
AU - Nitz, D.
AU - Nosek, D.
AU - Novotny, V.
AU - Nožka, L.
AU - Nucita, A.
AU - Núñez, L. A.
AU - Oikonomou, F.
AU - Olinto, A.
AU - Palatka, M.
AU - Pallotta, J.
AU - Papenbreer, P.
AU - Parente, G.
AU - Parra, A.
AU - Paul, T.
AU - Pech, M.
AU - Pedreira, F.
AU - Pkala, J.
AU - Pelayo, R.
AU - Peña-Rodriguez, J.
AU - Pereira, L. A.S.
AU - Perlin, M.
AU - Perrone, L.
AU - Peters, C.
AU - Petrera, S.
AU - Phuntsok, J.
AU - Pierog, T.
AU - Pimenta, M.
AU - Pirronello, V.
AU - Platino, M.
AU - Poh, J.
AU - Pont, B.
AU - Porowski, C.
AU - Prado, R. R.
AU - Privitera, P.
AU - Prouza, M.
AU - Puyleart, A.
AU - Quel, E. J.
AU - Querchfeld, S.
AU - Quinn, S.
AU - Ramos-Pollan, R.
AU - Rautenberg, J.
AU - Ravignani, D.
AU - Reininghaus, M.
AU - Ridky, J.
AU - Riehn, F.
AU - Risse, M.
AU - Ristori, P.
AU - Rizi, V.
AU - De Carvalho, W. Rodrigues
AU - Fernandez, G. Rodriguez
AU - Rojo, J. Rodriguez
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 - Saleh, A.
AU - Salina, G.
AU - Sánchez, F.
AU - Sanchez-Lucas, P.
AU - Santos, E. M.
AU - Santos, E.
AU - Sarazin, F.
AU - Sarmento, R.
AU - Sarmiento-Cano, C.
AU - Sato, R.
AU - Savina, P.
AU - Schauer, M.
AU - Scherini, V.
AU - Schieler, H.
AU - Schimassek, M.
AU - Schimp, M.
AU - Schmidt, D.
AU - Scholten, O.
AU - Schovánek, P.
AU - Schröder, F. G.
AU - Schröder, S.
AU - Schulz, A.
AU - Schumacher, J.
AU - Sciutto, S. J.
AU - Segreto, A.
AU - Shellard, R. C.
AU - Sigl, G.
AU - Silli, G.
AU - Sima, O.
AU - Šmída, R.
AU - Snow, G. R.
AU - Sommers, P.
AU - Soriano, J. F.
AU - Souchard, J.
AU - Squartini, R.
AU - Stanca, D.
AU - Stanič, S.
AU - Stasielak, J.
AU - Stassi, P.
AU - Stolpovskiy, M.
AU - Strafella, F.
AU - Streich, A.
AU - Suarez, F.
AU - Suárez-Durán, M.
AU - Sudholz, T.
AU - Suomijärvi, T.
AU - Supanitsky, A. D.
AU - Šupík, J.
AU - Swain, J.
AU - Szadkowski, Z.
AU - Taboada, A.
AU - Taborda, O. A.
AU - Timmermans, C.
AU - Peixoto, C. J.Todero
AU - Tomé, B.
AU - Elipe, G. Torralba
AU - Travnicek, P.
AU - Trini, M.
AU - Tueros, M.
AU - Ulrich, R.
AU - Unger, M.
AU - Urban, M.
AU - Galicia, J. F.Valdés
AU - Valiño, I.
AU - Valore, L.
AU - Bodegom, P. Van
AU - Berg, A. M.Van Den
AU - Vliet, A. Van
AU - Varela, E.
AU - Cárdenas, B. Vargas
AU - Vázquez, R. A.
AU - Veberič, D.
AU - Ventura, C.
AU - Quispe, I. D.Vergara
AU - Verzi, V.
AU - Vicha, J.
AU - Villaseñor, L.
AU - Vorobiov, S.
AU - Wahlberg, H.
AU - Wainberg, O.
AU - Walz, D.
AU - Watson, A. A.
AU - Weber, M.
AU - Weindl, A.
AU - Wiedeński, M.
AU - Wiencke, L.
AU - Wilczyński, H.
AU - Wirtz, M.
AU - Wittkowski, D.
AU - Wundheiler, B.
AU - Yang, L.
AU - Yushkov, A.
AU - Zas, E.
AU - Zavrtanik, D.
AU - Zavrtanik, M.
AU - Zehrer, L.
AU - Zepeda, A.
AU - Zimmermann, B.
AU - Ziolkowski, M.
AU - Zong, Z.
AU - Zuccarello, F.
PY - 2018/10/16
Y1 - 2018/10/16
N2 - With the Auger Engineering Radio Array (AERA) of the Pierre Auger Observatory, we have observed the radio emission from 561 extensive air showers with zenith angles between 60 and 84. In contrast to air showers with more vertical incidence, these inclined air showers illuminate large ground areas of several km2 with radio signals detectable in the 30 to 80 MHz band. A comparison of the measured radio-signal amplitudes with Monte Carlo simulations of a subset of 50 events for which we reconstruct the energy using the Auger surface detector shows agreement within the uncertainties of the current analysis. As expected for forward-beamed radio emission undergoing no significant absorption or scattering in the atmosphere, the area illuminated by radio signals grows with the zenith angle of the air shower. Inclined air showers with EeV energies are thus measurable with sparse radio-antenna arrays with grid sizes of a km or more. This is particularly attractive as radio detection provides direct access to the energy in the electromagnetic cascade of an air shower, which in case of inclined air showers is not accessible by arrays of particle detectors on the ground.
AB - With the Auger Engineering Radio Array (AERA) of the Pierre Auger Observatory, we have observed the radio emission from 561 extensive air showers with zenith angles between 60 and 84. In contrast to air showers with more vertical incidence, these inclined air showers illuminate large ground areas of several km2 with radio signals detectable in the 30 to 80 MHz band. A comparison of the measured radio-signal amplitudes with Monte Carlo simulations of a subset of 50 events for which we reconstruct the energy using the Auger surface detector shows agreement within the uncertainties of the current analysis. As expected for forward-beamed radio emission undergoing no significant absorption or scattering in the atmosphere, the area illuminated by radio signals grows with the zenith angle of the air shower. Inclined air showers with EeV energies are thus measurable with sparse radio-antenna arrays with grid sizes of a km or more. This is particularly attractive as radio detection provides direct access to the energy in the electromagnetic cascade of an air shower, which in case of inclined air showers is not accessible by arrays of particle detectors on the ground.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85056142828&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85056142828&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1088/1475-7516/2018/10/026
DO - 10.1088/1475-7516/2018/10/026
M3 - Article
AN - SCOPUS:85056142828
VL - 2018
JO - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
JF - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
SN - 1475-7516
IS - 10
M1 - 026
ER -