Measurement of the cosmic ray spectrum above 4×10184{\times}10^{18} eV using inclined events detected with the Pierre Auger Observatory

A measurement of the cosmic-ray spectrum for energies exceeding $4{\times}10^{18}$ eV is presented, which is based on the analysis of showers with zenith angles greater than $60^{\circ}$ detected with the Pierre Auger Observatory between 1 January 2004 and 31 December 2013. The measured spectrum confirms a flux suppression at the highest energies. Above $5.3{\times}10^{18}$ eV, the "ankle", the flux can be described by a power law $E^{-\gamma}$ with index $\gamma=2.70 \pm 0.02 \,\text{(stat)} \pm 0.1\,\text{(sys)}$ followed by a smooth suppression region. For the energy ($E_\text{s}$) at which the spectral flux has fallen to one-half of its extrapolated value in the absence of suppression, we find $E_\text{s}=(5.12\pm0.25\,\text{(stat)}^{+1.0}_{-1.2}\,\text{(sys)}){\times}10^{19}$ eV.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DO

Energy estimation of cosmic rays with the Engineering Radio Array of the Pierre Auger Observatory

The Auger Engineering Radio Array (AERA) is part of the Pierre Auger Observatory and is used to detect the radio emission of cosmic-ray air showers. These observations are compared to the data of the surface detector stations of the Observatory, which provide well-calibrated information on the cosmic-ray energies and arrival directions. The response of the radio stations in the 30?80 MHz regime has been thoroughly calibrated to enable the reconstruction of the incoming electric field. For the latter, the energy deposit per area is determined from the radio pulses at each observer position and is interpolated using a two-dimensional function that takes into account signal asymmetries due to interference between the geomagnetic and charge-excess emission components. The spatial integral over the signal distribution gives a direct measurement of the energy transferred from the primary cosmic ray into radio emission in the AERA frequency range. We measure 15.8 MeV of radiation energy for a 1 EeV air shower arriving perpendicularly to the geomagnetic field. This radiation energy?corrected for geometrical effects?is used as a cosmic-ray energy estimator. Performing an absolute energy calibration against the surface-detector information, we observe that this radio-energy estimator scales quadratically with the cosmic-ray energy as expected for coherent emission. We find an energy resolution of the radio reconstruction of 22% for the data set and 17% for a high-quality subset containing only events with at least five radio stations with signal.Fil: Almela, Daniel Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas. Subsede Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas-unsam | Comision Nacional de Energia Atomica. Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas. Subsede Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas-unsam | Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Figueira, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Filevich, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Freire, Martín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Golup, Geraldina Tamara. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: González, Nicolás Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Hampel, Matias Rolf. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Hansen, Patricia Maria. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Jarne, Cecilia Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Josebachuili Ogando, Mariela Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Lucero, Luis Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Masías Meza, Jimmy Joel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Pallotta, Juan Vicente. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Piegaia, Ricardo Nestor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Pieroni, Pablo Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Quel, Eduardo Jaime. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Sanchez, Federico Andrés. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Suarez, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Dova, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Tapia Casanova, Alex Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Wahlberg, Hernan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Wundheiler, Brian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: The Pierre Auger Observatory

Measurement of the Radiation Energy in the Radio Signal of Extensive Air Showers as a Universal Estimator of Cosmic-Ray Energy

We measure the energy emitted by extensive air showers in the form of radio emission in the frequency range from 30 to 80 MHz. Exploiting the accurate energy scale of the Pierre Auger Observatory, we obtain a radiation energy of 15.8 \pm 0.7 (stat) \pm 6.7 (sys) MeV for cosmic rays with an energy of 1 EeV arriving perpendicularly to a geomagnetic field of 0.24 G, scaling quadratically with the cosmic-ray energy. A comparison with predictions from state-of-the-art first-principle calculations shows agreement with our measurement. The radiation energy provides direct access to the calorimetric energy in the electromagnetic cascade of extensive air showers. Comparison with our result thus allows the direct calibration of any cosmic-ray radio detector against the well-established energy scale of the Pierre Auger Observatory.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DOI. Supplemental material in the ancillary file

Energy Estimation of Cosmic Rays with the Engineering Radio Array of the Pierre Auger Observatory

The Auger Engineering Radio Array (AERA) is part of the Pierre Auger Observatory and is used to detect the radio emission of cosmic-ray air showers. These observations are compared to the data of the surface detector stations of the Observatory, which provide well-calibrated information on the cosmic-ray energies and arrival directions. The response of the radio stations in the 30 to 80 MHz regime has been thoroughly calibrated to enable the reconstruction of the incoming electric field. For the latter, the energy deposit per area is determined from the radio pulses at each observer position and is interpolated using a two-dimensional function that takes into account signal asymmetries due to interference between the geomagnetic and charge-excess emission components. The spatial integral over the signal distribution gives a direct measurement of the energy transferred from the primary cosmic ray into radio emission in the AERA frequency range. We measure 15.8 MeV of radiation energy for a 1 EeV air shower arriving perpendicularly to the geomagnetic field. This radiation energy -- corrected for geometrical effects -- is used as a cosmic-ray energy estimator. Performing an absolute energy calibration against the surface-detector information, we observe that this radio-energy estimator scales quadratically with the cosmic-ray energy as expected for coherent emission. We find an energy resolution of the radio reconstruction of 22% for the data set and 17% for a high-quality subset containing only events with at least five radio stations with signal.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DO

ANDESPix: A Digital SiPM for Muon Detectors

ANDESPix is a digital silicon photomultiplier (SiPM) ASIC designed to readout scintillating fibers with low light intensity, as part of a muon detector, following the same muon detection principle used for muon detectors at the Pierre Auger Observatory. Thereby, photons should be detected with very high time resolution (<100 ps) in order to identify impinging muons and their time of arrival (ToA) on the muon detector. In ANDESPix, each single photon avalanche diode (SPAD) has its own digital readout containing a time-to-digital converter (TDC). The zero suppressed digital readout allows to receive detailed spatial information of incoming photons.This may lead to better understanding of their nature and increased detector efficiency, as e.g.improved fiber alignment to the SiPM and improved detection of the impinging position along the scintillator bars of the muon detector. ANDESPix is designed in 110 nm CMOS technology from LFoundry (LF11IS). This technology includes a SPAD cell for the wavelength range from 400 nm to 850 nm with high photon detection efficiency (PDE) and low dark count rate (DCR) developed by Fondazione Bruno Kessler (FBK). First measurement results are presented at the symposium

Measurement of the cosmic ray spectrum above 4×10^18 eV using inclined events detected with the Pierre Auger Observatory

A measurement of the cosmic-ray spectrum for energies exceeding 4×1018 eVis presented, which is based on the analysis of showers with zenith angles greater than60◦ detected with the Pierre Auger Observatory between 1 January 2004 and 31 December 2013. The measured spectrum confirms a flux suppression at the highest energies.Above 5.3×1018 eV, the ?ankle?, the flux can be described by a power law E −γ with index γ = 2.70 ± 0.02 (stat) ± 0.1 (sys) followed by a smooth suppression region. For the energy(Es ) at which the spectral flux has fallen to one-half of its extrapolated value in the absence of suppression, we find Es = (5.12 ± 0.25 (stat)−1.2 (sys))×10 eV.Fil: Aab, A.. Universität Siegen; AlemaniaFil: Abreu, P.. Universidade de Lisboa; PortugalFil: Aglietta, M.. Osservatorio Astrofisico di Torino; ItaliaFil: Ahn, E. J.. Fermilab; Estados UnidosFil: Al Samarai, I. Université Paris 11; FranciaFil: Allekotte, Ingomar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Almela, Daniel Alejandro. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Ave, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Avila, G.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Contreras, F.. Observatorio Pierre Auger; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Dova, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Figueira, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Freire, Martín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Golup, Geraldina Tamara. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gómez Vitale, P. F.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: González, N.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Hampel, Matias Rolf. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Hansen, Patricia Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Jarne, Cecilia Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Josebachuili Ogando, Mariela Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Kleinfeller, J.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Lucero, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Masías Meza, Jimmy Joel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Pallotta, Juan Vicente. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; ArgentinaFil: Piegaia, Ricardo Nestor. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pieroni, Pablo Emanuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Purrello, Víctor Hugo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Quel, E. J.. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; ArgentinaFil: Ravignani, D.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Ristori, Pablo Roberto. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; ArgentinaFil: Rodriguez Rojo, J.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Sánchez, F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Sato, R.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Scarso, C.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Sidelnik, Iván Pedro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Squartini, R.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Suarez, F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Taborda Pulgarin, Oscar Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Tapia, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Videla, M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Wahlberg, H.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Wainberg, O.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; Argentin

Suitability of Magnetic Microbolometers based on Paramagnetic Temperature Sensors for CMB Polarization Measurements

High resolution maps of polarization anisotropies of the Cosmic Microwave Background (CMB) are in high demand, since the discovery of primordial B-Modes in the polarization patterns would confirm the inflationary phase of the Universe that would have taken place before the last scattering of the CMB at the recombination epoch. Transition Edge Sensors (TES) and Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKID) are the predominant detector technologies of cryogenic detector array based CMB instruments that search for primordial B-Modes. In this paper we propose another type of cryogenic detector to be used for CMB survey: A magnetic microbolometer (MMB) that is based on a paramagnetic temperature sensor. It is an adaption of state-of-the-art metallic magnetic calorimeters (MMCs) that are meanwhile a key technology for high resolution $\alpha$, $\beta$, $\gamma$ and X-ray spectroscopy as well as the study of neutrino mass. The effort to adapt MMCs for CMB surveys is triggered by their lack of Johnson noise associated with the detector readout, the possibility of straightforward calibration and higher dynamic range given it possesses a broad and smooth responsivity dependence with temperature and the absence of Joule dissipation which simplifies the thermal design. A brief proof of concept case study is analyzed, taking into account typical constraints in CMB measurements and reliable microfabrication processes. The results show that MMBs provide a promising technology for CMB polarization survey as their sensitivity can be tuned for background limited detection of the sky while simultaneously maintaining a low time response to avoid distortion of the point-source response of the telescope. As the sensor technology and its fabrication techniques are compatible with TES based bolometric detector arrays, a change of detector technology would even come with very low cost.Comment: 20 pages, 11 figures. Published in SPIE's Journal of Astronomical Telescopes, Instruments and Systems (JATIS

Antenna-Coupled Magnetic Microbolometers for CMB Polarization Surveys

In this work, we propose a magnetic bolometer to be employed in the search of primordial B-modes in the CMB. These magnetic bolometers are an adaptation of the well-known metallic magnetic calorimeters used in particle physics. They rely on the magnetization dependence on temperature of alloys such as Au:Er and Ag:Er. In addition to the low intrinsic noise a magnetic bolometer of this nature offers, the broad and smooth temperature-dependent magnetization of metallic magnetic sensors ultimately translates to a high dynamic range and straightforward calibration. Their intrinsic noise equivalent power (NEP) is estimated to be in the range of 10–100 aW/$\sqrt{(Hz)}$. We outline here a workable design for such a detector utilizing an antenna-coupled approach and present the simulated power transfer ratio that was attained; the detector’s performance is discussed by combining this result with its responsivity

Ultrahigh Energy Neutrinos at the Pierre Auger Observatory

The observation of ultrahigh energy neutrinos (UHEνs) has become a priority in experimental astroparticle physics. UHEνs can be detected with a variety of techniques. In particular, neutrinos can interact in the atmosphere (downward-going ν) or in the Earth crust (Earth-skimming ν), producing air showers that can be observed with arrays of detectors at the ground. With the surface detector array of the Pierre Auger Observatory we can detect these types of cascades. The distinguishing signature for neutrino events is the presence of very inclined showers produced close to the ground (i.e., after having traversed a large amount of atmosphere). In this work we review the procedure and criteria established to search for UHEνs in the data collected with the ground array of the Pierre Auger Observatory. This includes Earth-skimming as well as downward-going neutrinos. No neutrino candidates have been found, which allows us to place competitive limits to the diffuse flux of UHEνs in the EeV range and above.Fil: Allekotte, Ingomar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). Grupo de Partículas y Campos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Almela, Daniel Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). Grupo de Partículas y Campos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). Grupo de Partículas y Campos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: de la Vega, Gonzalo Andrés. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Dova, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Filevich, Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Gamarra, R. F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Gitto, J.. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Golup, Geraldina Tamara. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gomez Albarracin, Flavia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Guardincerri, Yann. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Hansen, Patricia Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Jarne, Cecilia Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Josebachuili Ogando, Mariela Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Lucero, Luis Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - Rosario. Instituto de Fisica de Rosario (i); ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Moreno, Juan Cruz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pallotta, Juan Vicente. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégicos para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Piegaia, Ricardo Nestor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Pieroni, Pablo Emanuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Ponce, Victor Hugo. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Quel, Eduardo Jaime. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégicos para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Ravignani Guerrero, Diego. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Ristori, Pablo Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégicos para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sanchez, Federico Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Sidelnik, Iván Pedro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). Grupo de Partículas y Campos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Suarez, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); ArgentinaFil: Tapia Casanova, Alex Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Tiffenberg, Javier Sebastian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Videla, Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Wahlberg, Hernan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Wainberg, Oscar Isaac. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area Investicaciones y Aplicaciones No Nucleares; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Wundheiler, Brian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: The Pierre Auger collaboration