A Search for Photons with Energies Above 2 × 1017^{17} eV Using Hybrid Data from the Low-Energy Extensions of the Pierre Auger Observatory

Ultra-high-energy photons with energies exceeding 10$^{17}$ eV offer a wealth of connections to different aspects of cosmic-ray astrophysics as well as to gamma-ray and neutrino astronomy. The recent observations of photons with energies in the 10$^{15}$ eV range further motivate searches for even higher-energy photons. In this paper, we present a search for photons with energies exceeding 2 × 10$^{17}$ eV using about 5.5 yr of hybrid data from the low-energy extensions of the Pierre Auger Observatory. The upper limits on the integral photon flux derived here are the most stringent ones to date in the energy region between 10$^{17}$ and 10$^{18}$ eV

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

none486noneAab 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-Muniz J.; Alves Batista R.; Ambrosio M.; Aminaei A.; Anchordoqui L.; Andringa S.; Aramo C.; Aranda V.M.; Arqueros F.; Asorey H.; Assis P.; Aublin J.; Ave M.; Avenier M.; Avila G.; Awal N.; Badescu A.M.; Barber K.B.; Bauml J.; Baus C.; Beatty J.J.; Becker K.H.; Bellido J.A.; Berat C.; Bertaina M.E.; Bertou X.; Biermann P.L.; Billoir P.; Blaess S.; Blanco M.; Bleve C.; Blumer H.; Bohacova M.; Boncioli D.; Bonifazi C.; Bonino R.; Borodai N.; Brack J.; Brancus I.; Bridgeman A.; Brogueira P.; Brown W.C.; Buchholz P.; Bueno A.; Buitink S.; Buscemi M.; Caballero-Mora K.S.; Caccianiga B.; Caccianiga L.; Candusso M.; Caramete L.; Caruso R.; Castellina A.; Cataldi G.; Cazon L.; Cester R.; Chavez A.G.; Chiavassa A.; Chinellato J.A.; Chudoba J.; Cilmo M.; Clay R.W.; Cocciolo G.; Colalillo R.; Coleman A.; Collica L.; Coluccia M.R.; Conceicao R.; Contreras F.; Cooper M.J.; Cordier A.; Coutu S.; Covault C.E.; Cronin J.; Curutiu A.; Dallier R.; Daniel B.; Dasso S.; Daumiller K.; Dawson B.R.; De Almeida R.M.; De Domenico M.; De Jong S.J.; De Mello Neto J.R.T.; De Mitri I.; De Oliveira J.; De Souza V.; Del Peral L.; Deligny O.; Dembinski H.; Dhital N.; Di Giulio C.; Di Matteo A.; Diaz J.C.; Diaz Castro M.L.; Diogo F.; Dobrigkeit C.; Docters W.; D'Olivo J.C.; Dorofeev A.; Dorosti Hasankiadeh Q.; Dova M.T.; Ebr J.; Engel R.; Erdmann M.; Erfani M.; Escobar C.O.; Espadanal J.; Etchegoyen A.; Facal San Luis P.; Falcke H.; Fang K.; Farrar G.; Fauth A.C.; Fazzini N.; Ferguson A.P.; Fernandes M.; Fick B.; Figueira J.M.; Filevich A.; Filipcic A.; Fox B.D.; Fratu O.; Frohlich U.; Fuchs B.; Fujii T.; Gaior R.; Garcia B.; Garcia Roca S.T.; Garcia-Gamez D.; Garcia-Pinto D.; Garilli G.; Gascon Bravo A.; Gate F.; Gemmeke H.; Ghia P.L.; Giaccari U.; Giammarchi M.; Giller M.; Glaser C.; Glass H.; Gomez Berisso M.; Gomez Vitale P.F.; Goncalves P.; Gonzalez J.G.; Gonzalez N.; Gookin B.; Gordon J.; Gorgi A.; Gorham P.; Gouffon P.; Grebe S.; Griffith N.; Grillo A.F.; Grubb T.D.; Guarino F.; Guedes G.P.; Hampel M.R.; Hansen P.; Harari D.; Harrison T.A.; Hartmann S.; Harton J.L.; Haungs A.; Hebbeker T.; Heck D.; Heimann P.; Herve A.E.; Hill G.C.; Hojvat C.; Hollon N.; Holt E.; Homola P.; Horandel J.R.; Horvath P.; Hrabovsky M.; Huber D.; Huege T.; Insolia A.; Isar P.G.; Jandt I.; Jansen S.; Jarne C.; Josebachuili M.; Kaapa A.; Kambeitz O.; Kampert K.H.; Kasper P.; Katkov I.; Kegl B.; Keilhauer B.; Keivani A.; Kemp E.; Kieckhafer R.M.; Klages H.O.; Kleifges M.; Kleinfeller J.; Krause R.; Krohm N.; Kromer O.; Kruppke-Hansen D.; Kuempel D.; Kunka N.; Lahurd D.; Latronico L.; Lauer R.; Lauscher M.; Lautridou P.; Le Coz S.; Leao M.S.A.B.; Lebrun D.; Lebrun P.; Leigui De Oliveira M.A.; Letessier-Selvon A.; Lhenry-Yvon I.; Link K.; Lopez R.; Lopez Aguera A.; Louedec K.; Lozano Bahilo J.; Lu L.; Lucero A.; Ludwig M.; Malacari M.; Maldera S.; Mallamaci M.; Maller J.; Mandat D.; Mantsch P.; Mariazzi A.G.; Marin V.; Maris I.C.; Marsella G.; Martello D.; Martin L.; Martinez H.; Martinez Bravo O.; Martraire D.; Masias Meza J.J.; Mathes H.J.; Mathys S.; Matthews J.; Matthews J.A.J.; Matthiae G.; Maurel D.; Maurizio D.; Mayotte E.; Mazur P.O.; Medina C.; Medina-Tanco G.; Meissner R.; Melissas M.; Melo D.; Menshikov A.; Messina S.; Meyhandan R.; Micanovic S.; Micheletti M.I.; Middendorf L.; Minaya I.A.; Miramonti L.; Mitrica B.; Molina-Bueno L.; Mollerach S.; Monasor M.; Monnier Ragaigne D.; Montanet F.; Morello C.; Mostafa M.; Moura C.A.; Muller M.A.; Muller G.; Muller S.; Munchmeyer M.; Mussa R.; Navarra G.; Navas S.; Necesal P.; Nellen L.; Nelles A.; Neuser J.; Nguyen P.; Niechciol M.; Niemietz L.; Niggemann T.; Nitz D.; Nosek D.; Novotny V.; NoZka L.; Ochilo L.; Olinto A.; Oliveira M.; Pacheco N.; Pakk Selmi-Dei D.; Palatka M.; Pallotta J.; Palmieri N.; Papenbreer P.; Parente G.; Parra A.; Paul T.; Pech M.; PCopyrightkala J.; Pelayo R.; Pepe I.M.; Perrone L.; Petermann E.; Peters C.; Petrera S.; Petrov Y.; Phuntsok J.; Piegaia R.; Pierog T.; Pieroni P.; Pimenta M.; Pirronello V.; Platino M.; Plum M.; Porcelli A.; Porowski C.; Prado R.R.; Privitera P.; Prouza M.; Purrello V.; Quel E.J.; Querchfeld S.; Quinn S.; Rautenberg J.; Ravel O.; Ravignani D.; Revenu B.; Ridky J.; Riggi S.; Risse M.; Ristori P.; Rizi V.; Rodrigues De Carvalho W.; Rodriguez Cabo I.; Rodriguez Fernandez G.; Rodriguez Rojo J.; Rodriguez-Frias M.D.; Rogozin D.; Ros G.; Rosado J.; Rossler T.; Roth M.; Roulet E.; Rovero A.C.; Saffi S.J.; Saftoiu A.; Salamida F.; Salazar H.; Saleh A.; Salesa Greus F.; Salina G.; Sanchez F.; Sanchez-Lucas P.; Santo C.E.; Santos E.; Santos E.M.; Sarazin F.; Sarkar B.; Sarmento R.; Sato R.; Scharf N.; Scherini V.; Schieler H.; Schiffer P.; Schmidt D.; Scholten O.; Schoorlemmer H.; Schovanek P.; Schulz A.; Schulz J.; Schumacher J.; Sciutto S.J.; Segreto A.; Settimo M.; Shadkam A.; Shellard R.C.; Sidelnik I.; Sigl G.; Sima O.; ͆mialkowski A.; Smida R.; Snow G.R.; Sommers P.; Sorokin J.; Squartini R.; Srivastava Y.N.; Stanic S.; Stapleton J.; Stasielak J.; Stephan M.; Stutz A.; Suarez F.; Suomijarvi T.; Supanitsky A.D.; Sutherland M.S.; Swain J.; Szadkowski Z.; Szuba M.; Taborda O.A.; Tapia A.; Tartare M.; Tepe A.; Theodoro V.M.; Timmermans C.; Todero Peixoto C.J.; Toma G.; Tomankova L.; Tome B.; Tonachini A.; Torralba Elipe G.; Torres Machado D.; Travnicek P.; Trovato E.; Tueros M.; Ulrich R.; Unger M.; Urban M.; Valdes Galicia J.F.; Valino I.; Valore L.; Van Aar G.; Van Bodegom P.; Van Den Berg A.M.; Van Velzen S.; Van Vliet A.; Varela E.; Vargas Cardenas B.; Varner G.; Vazquez J.R.; Vazquez R.A.; Veberic D.; Verzi V.; Vicha J.; Videla M.; Villasenor L.; Vlcek B.; Vorobiov S.; Wahlberg H.; Wainberg O.; Walz D.; Watson A.A.; Weber M.; Weidenhaupt K.; Weindl A.; Werner F.; Widom A.; Wiencke L.; Wilczynska B.; Wilczynski H.; Will M.; Williams C.; Winchen T.; Wittkowski D.; Wundheiler B.; Wykes S.; Yamamoto T.; Yapici T.; Yuan G.; Yushkov A.; Zamorano B.; Zas E.; Zavrtanik D.; Zavrtanik M.; Zaw I.; Zepeda A.; Zhou J.; Zhu Y.; Zimbres Silva M.; Ziolkowski M.; Zuccarello F.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-Muniz, J.; Alves Batista, R.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Aramo, C.; Aranda, V. M.; Arqueros, F.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Awal, N.; Badescu, A. M.; Barber, K. B.; Bauml, J.; Baus, C.; Beatty, J. J.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blaess, S.; Blanco, M.; Bleve, C.; Blumer, H.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Borodai, N.; Brack, J.; Brancus, I.; Bridgeman, A.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, B.; Caccianiga, L.; Candusso, M.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chavez, A. G.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Cilmo, M.; Clay, R. W.; Cocciolo, G.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Contreras, F.; Cooper, M. J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dallier, R.; Daniel, B.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; De Almeida, R. M.; De Domenico, M.; De Jong, S. J.; De Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; De Oliveira, J.; De Souza, V.; Del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Diaz, J. C.; Diaz Castro, M. L.; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J. C.; Dorofeev, A.; Dorosti Hasankiadeh, Q.; Dova, M. T.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Erfani, M.; Escobar, C. O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Facal San Luis, P.; Falcke, H.; Fang, K.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferguson, A. P.; Fernandes, M.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fox, B. D.; Fratu, O.; Frohlich, U.; Fuchs, B.; Fujii, T.; Gaior, R.; Garcia, B.; Garcia Roca, S. T.; Garcia-Gamez, D.; Garcia-Pinto, D.; Garilli, G.; Gascon Bravo, A.; Gate, F.; Gemmeke, H.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Glaser, C.; Glass, H.; Gomez Berisso, M.; Gomez Vitale, P. F.; Goncalves, P.; Gonzalez, J. G.; Gonzalez, N.; Gookin, B.; Gordon, J.; Gorgi, A.; Gorham, P.; Gouffon, P.; Grebe, S.; Griffith, N.; Grillo, A. F.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T. A.; Hartmann, S.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Herve, A. E.; Hill, G. C.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holt, E.; Homola, P.; Horandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Huber, D.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Jandt, I.; Jansen, S.; Jarne, C.; Josebachuili, M.; Kaapa, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K. H.; Kasper, P.; Katkov, I.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kemp, E.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Krohm, N.; Kromer, O.; Kruppke-Hansen, D.; Kuempel, D.; Kunka, N.; Lahurd, D.; Latronico, L.; Lauer, R.; Lauscher, M.; Lautridou, P.; Le Coz, S.; Leao, M. S. A. B.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui De Oliveira, M. A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lopez, R.; Lopez Aguera, A.; Louedec, K.; Lozano Bahilo, J.; Lu, L.; Lucero, A.; Ludwig, M.; Malacari, M.; Maldera, S.; Mallamaci, M.; Maller, J.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Marin, V.; Maris, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martinez Bravo, O.; Martraire, D.; Masias Meza, J. J.; Mathes, H. J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurel, D.; Maurizio, D.; Mayotte, E.; Mazur, P. O.; Medina, C.; Medina-Tanco, G.; Meissner, R.; Melissas, M.; Melo, D.; Menshikov, A.; Messina, S.; Meyhandan, R.; Micanovic, S.; Micheletti, M. I.; Middendorf, L.; Minaya, I. A.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Molina-Bueno, L.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Monnier Ragaigne, D.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafa, M.; Moura, C. A.; Muller, M. A.; Muller, G.; Muller, S.; Munchmeyer, M.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; Nguyen, P.; Niechciol, M.; Niemietz, L.; Niggemann, T.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nozka, L.; Ochilo, L.; Olinto, A.; Oliveira, M.; Pacheco, N.; Pakk Selmi-Dei, D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Palmieri, N.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; Pcopyrightkala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Petermann, E.; Peters, C.; Petrera, S.; Petrov, Y.; Phuntsok, J.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Plum, M.; Porcelli, A.; Porowski, C.; Prado, R. R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Purrello, V.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues De Carvalho, W.; Rodriguez Cabo, I.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rodriguez-Frias, M. D.; Rogozin, D.; Ros, G.; Rosado, J.; Rossler, T.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Saffi, S. J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Saleh, A.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sanchez, F.; Sanchez-Lucas, P.; Santo, C. E.; Santos, E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarmento, R.; Sato, R.; Scharf, N.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovanek, P.; Schulz, A.; Schulz, J.; Schumacher, J.; Sciutto, S. J.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Sima, O.; ͆mialkowski, A.; Smida, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Squartini, R.; Srivastava, Y. N.; Stanic, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijarvi, T.; Supanitsky, A. D.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Szuba, M.; Taborda, O. A.; Tapia, A.; Tartare, M.; Tepe, A.; Theodoro, V. M.; Timmermans, C.; Todero Peixoto, C. J.; Toma, G.; Tomankova, L.; Tome, B.; Tonachini, A.; Torralba Elipe, G.; Torres Machado, D.; Travnicek, P.; Trovato, E.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valino, I.; Valore, L.; Van Aar, G.; Van Bodegom, P.; Van Den Berg, A. M.; Van Velzen, S.; Van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cardenas, B.; Varner, G.; Vazquez, J. R.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villasenor, L.; Vlcek, B.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson, A. A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Werner, F.; Widom, A.; Wiencke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Will, M.; Williams, C.; Winchen, T.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Wykes, S.; Yamamoto, T.; Yapici, T.; Yuan, G.; Yushkov, A.; Zamorano, B.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zaw, I.; Zepeda, A.; Zhou, J.; Zhu, Y.; Zimbres Silva, M.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.; De Domenico, Manli

局所的ひずみ集中を伴う変形挙動と変形限界に関する数値的研究

Using the data taken at the Pierre Auger Observatory between December 2004 and December 2012, we have examined the implications of the distributions of depths of atmospheric shower maximum (Xmax), using a hybrid technique, for composition and hadronic interaction models. We do this by fitting the distributions with predictions from a variety of hadronic interaction models for variations in the composition of the primary cosmic rays and examining the quality of the fit. Regardless of what interaction model is assumed, we find that our data are not well described by a mix of protons and iron nuclei over most of the energy range. Acceptable fits can be obtained when intermediate masses are included, and when this is done consistent results for the proton and iron-nuclei contributions can be found using the available models. We observe a strong energy dependence of the resulting proton fractions, and find no support from any of the models for a significant contribution from iron nuclei. However, we also observe a significant disagreement between the models with respect to the relative contributions of the intermediate components