Observation of inclined EeV air showers with the radio detector of the Pierre Auger Observatory

A. Aab, P. Abreu, M. Aglietta, I. F.M. Albuquerque, J. M. Albury, I. Allekotte, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Muñiz, G. A. Anastasi, L. Anchordoqui, B. Andrada, S. Andringa, C. Aramo, N. Arsene, H. Asorey, P. Assis, G. Avila, A. M. Badescu, A. BalaceanuF. Barbato, R. J.Barreira Luz, S. Baur, K. H. Becker, J. A. Bellido, C. Berat, M. E. Bertaina, X. Bertou, P. L. Biermann, J. Biteau, S. G. Blaess, A. Blanco, J. Blazek, C. Bleve, M. Boháčová, C. Bonifazi, N. Borodai, A. M. Botti, J. Brack, T. Bretz, A. Bridgeman, F. L. Briechle, P. Buchholz, A. Bueno, S. Buitink, M. Buscemi, K. S. Caballero-Mora, L. Caccianiga, L. Calcagni, A. Cancio, F. Canfora, J. M. Carceller, R. Caruso, A. Castellina, F. Catalani, G. Cataldi, L. Cazon, J. A. Chinellato, J. Chudoba, L. Chytka, R. W. Clay, A. C.Cobos Cerutti, R. Colalillo, A. Coleman, L. Collica, M. R. Coluccia, R. Conceição, G. Consolati, F. Contreras, M. J. Cooper, S. Coutu, C. E. Covault, S. D'Amico, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson, J. A. Day, R. M. De Almeida, S. J. De Jong, G. De Mauro, J. R.T.De Mello Neto, I. De Mitri, J. De Oliveira, V. De Souza, J. Debatin, O. Deligny, N. Dhital, M. L.Díaz Castro, F. Diogo, C. Dobrigkeit, J. C. D'Olivo, Q. Dorosti, R. C.Dos Anjos, M. T. Dova, A. Dundovic, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, A. Etchegoyen, H. Falcke, J. Farmer, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, F. Feldbusch, F. Fenu, L. P. Ferreyro, B. Fick, J. M. Figueira, A. Filipčič, M. M. Freire, T. Fujii, A. Fuster, R. Gaïor, B. García, H. Gemmeke, A. Gherghel-Lascu, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giammarchi, M. Giller, D. Głas, C. Glaser, J. Glombitza, G. Golup, M. Gómez Berisso, P. F.Gómez Vitale, N. González, I. Goos, D. Góra, A. Gorgi, M. Gottowik, T. D. Grubb, F. Guarino, G. P. Guedes, E. Guido, R. Halliday, M. R. Hampel, P. Hansen, D. Harari, T. A. Harrison, V. M. Harvey, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, P. Heimann, G. C. Hill, C. Hojvat, E. M. Holt, P. Homola, J. R. Hörandel, P. Horvath, M. Hrabovský, T. Huege, J. Hulsman, A. Insolia, P. G. Isar, I. Jandt, J. A. Johnsen, M. Josebachuili, J. Jurysek, A. Kääpä, O. Kambeitz, K. H. Kampert, B. Keilhauer, N. Kemmerich, J. Kemp, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Krause, D. Kuempel, G. Kukec Mezek, N. Kunka, A. Kuotb Awad, B. L. Lago, D. Lahurd, R. G. Lang, R. Legumina, M. A.Leigui De Oliveira, V. Lenok, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, D. Lo Presti, L. Lopes, R. López, A. López Casado, R. Lorek, Q. Luce, A. Lucero, M. Malacari, M. Mallamaci, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, I. C. Mariş, G. Marsella, D. Martello, H. Martinez, O. Martínez Bravo, H. J. Mathes, S. Mathys, J. Matthews, G. Matthiae, E. Mayotte, P. O. Mazur, C. Medina, G. Medina-Tanco, D. Melo, A. Menshikov, K. D. Merenda, S. Michal, M. I. Micheletti, L. Middendorf, L. Miramonti, B. Mitrica, D. Mockler, S. Mollerach, F. Montanet, C. Morello, G. Morlino, M. Mostafá, A. L. Müller, M. A. Muller, S. Müller, R. Mussa, L. Nellen, P. H. Nguyen, M. Niculescu-Oglinzanu, M. Niechciol, L. Niemietz, D. Nitz, D. Nosek, V. Novotny, L. Nožka, A. Nucita, L. A. Núñez, F. Oikonomou, A. Olinto, M. Palatka, J. Pallotta, P. Papenbreer, G. Parente, A. Parra, T. Paul, M. Pech, F. Pedreira, J. Pkala, R. Pelayo, J. Peña-Rodriguez, L. A.S. Pereira, M. Perlin, L. Perrone, C. Peters, S. Petrera, J. Phuntsok, T. Pierog, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, J. Poh, B. Pont, C. Porowski, R. R. Prado, P. Privitera, M. Prouza, A. Puyleart, E. J. Quel, S. Querchfeld, S. Quinn, R. Ramos-Pollan, J. Rautenberg, D. Ravignani, M. Reininghaus, J. Ridky, F. Riehn, M. Risse, P. Ristori, V. Rizi, W. Rodrigues De Carvalho, G. Rodriguez Fernandez, J. Rodriguez Rojo, M. J. Roncoroni, M. Roth, E. Roulet, A. C. Rovero, P. Ruehl, S. J. Saffi, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, A. Saleh, G. Salina, F. Sánchez, P. Sanchez-Lucas, E. M. Santos, E. Santos, F. Sarazin, R. Sarmento, C. Sarmiento-Cano, R. Sato, P. Savina, M. Schauer, V. Scherini, H. Schieler, M. Schimassek, M. Schimp, D. Schmidt, O. Scholten, P. Schovánek, F. G. Schröder, S. Schröder, A. Schulz, J. Schumacher, S. J. Sciutto, A. Segreto, R. C. Shellard, G. Sigl, G. Silli, O. Sima, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, J. F. Soriano, J. Souchard, R. Squartini, D. Stanca, S. Stanič, J. Stasielak, P. Stassi, M. Stolpovskiy, F. Strafella, A. Streich, F. Suarez, M. Suárez-Durán, T. Sudholz, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, J. Šupík, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Taboada, O. A. Taborda, C. Timmermans, C. J.Todero Peixoto, B. Tomé, G. Torralba Elipe, P. Travnicek, M. Trini, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F.Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, P. Van Bodegom, A. M.Van Den Berg, A. Van Vliet, E. Varela, B. Vargas Cárdenas, R. A. Vázquez, D. Veberič, C. Ventura, I. D.Vergara Quispe, V. Verzi, J. Vicha, L. Villaseñor, S. Vorobiov, H. Wahlberg, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, A. Weindl, M. Wiedeński, L. Wiencke, H. Wilczyński, M. Wirtz, D. Wittkowski, B. Wundheiler, L. Yang, A. Yushkov, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, L. Zehrer, A. Zepeda, B. Zimmermann, M. Ziolkowski, Z. Zong, F. Zuccarello

Research output: Contribution to journalArticle

7 Scopus citations

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 languageEnglish (US)
Article number026
JournalJournal of Cosmology and Astroparticle Physics
Volume2018
Issue number10
DOIs
StatePublished - Oct 16 2018

    Fingerprint

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Astronomy and Astrophysics

Cite this

Aab, A., Abreu, P., Aglietta, M., Albuquerque, I. F. M., Albury, J. M., Allekotte, I., Almela, A., Castillo, J. A., 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., ... Zuccarello, F. (2018). Observation of inclined EeV air showers with the radio detector of the Pierre Auger Observatory. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2018(10), [026]. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2018/10/026