1. Depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory. II. Composition implications
- Author
-
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., Bertania, 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., Fuji, 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, Manlio, Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire SUBATECH Nantes (SUBATECH), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité Scientifique de la Station de Nançay (USN), Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), PIERRE AUGER, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Nantes (UN)-Mines Nantes (Mines Nantes), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), M., Ambrisio, Aramo, Carla, Buscemi, Mario, Cilmo, Marco, Colalillo, Roberta, Guarino, Fausto, Valore, Laura, The Pierre Auger, Collaboration, Research unit Astroparticle Physics, Research unit Nuclear & Hadron Physics, A., Aab, P., Abreu, M., Aglietta, E., Ahn, I. A., Samarai, I., Albuquerque, I., Allekotte, J., Allen, P., Allison, A. k., Almela, J. A., Castillo, J., Alvarez Muñiz, R. A., Batista, M., Ambrosio, A., Aminaei, L., Anchordoqui, S., Andringa, C., Aramo, V., Aranda, F., Arquero, H., Asorey, P., Assi, J., Aublin, M., Ave, M., Avenier, G., Avila, N., Awal, A., Badescu, K., Barber, J., Bäuml, C., Bau, J., Beatty, K., Becker, J., Bellido, C., Berat, M., Bertania, X., Bertou, P., Biermann, P., Billoir, S., Blae, M., Blanco, Bleve, Carla, H. a., Blümer, M., Boháčová, D., Boncioli, C., Bonifazi, R., Bonino, N., Borodai, J., Brack, I., Brancu, A., Bridgeman, P., Brogueira, W., Brown, P., Buchholz, A., Bueno, S., Buitink, M., Buscemi, K., Caballero Mora, B., Caccianiga, L., Caccianiga, M., Candusso, L., Caramete, R., Caruso, A., Castellina, G., Cataldi, L., Cazon, R., Cester, A., Chavez, A., Chiavassa, J., Chinellato, J., Chudoba, M., Cilmo, R., Clay, Cocciolo, Giuseppe, R., Colalillo, A., Coleman, L., Collica, Coluccia, MARIA RITA, R., Conceição, F., Contrera, M., Cooper, A., Cordier, S., Coutu, C., Covault, J., Cronin, A., Curutiu, R. a., Dallier, B., Daniel, S. a., Dasso, K., Daumiller, B., Dawson, R. D., Almeida, M. D., Domenico, S. b., De, J. D., Mello, DE MITRI, Ivan, J. D., Oliveira, V. D., Souza, L. D., Peral, O., Deligny, H., Dembinski, N., Dhital, C. D., Giulio, A. D., Matteo, J., Diaz, M. D., Castro, F., Diogo, C., Dobrigkeit, W., Docter, J., D'Olivo, A., Dorofeev, Q. D., Hasankiadeh, M., Dova, J., Ebr, R., Engel, M., Erdmann, M., Erfani, C. a., Escobar, J., Espadanal, A. k., Etchegoyen, P. F., San, H. b., Bj, K., Fang, G., Farrar, A., Fauth, N., Fazzini, A., Ferguson, M., Fernande, B., Fick, J., Figueira, A., Filevich, A. b., Filipčič, B., Fox, O., Fratu, U., Fröhlich, B., Fuch, T., Fuji, R., Gaior, B., García, S. G., Roca, D., Garcia Gamez, D., Garcia Pinto, G., Garilli, A. G., Bravo, F., Gate, H., Gemmeke, P., Ghia, U., Giaccari, M., Giammarchi, M., Giller, C., Glaser, H., Gla, M. G., Berisso, P. G., Vitale, P., Gonçalve, J., Gonzalez, N., González, B., Gookin, J., Gordon, A., Gorgi, P., Gorham, P., Gouffon, S. b., Grebe, N., Griffith, A., Grillo, T., Grubb, F., Guarino, G., Guede, M., Hampel, P., Hansen, D., Harari, T., Harrison, S., Hartmann, J., Harton, A., Haung, T., Hebbeker, D., Heck, P., Heimann, A., Herve, G., Hill, C., Hojvat, N., Hollon, E., Holt, P., Homola, J. b., Hörandel, P., Horvath, M. b., Hrabovský, D., Huber, T., Huege, A., Insolia, P., Isar, I., Jandt, S. b., Jansen, C., Jarne, M., Josebachuili, A., Kääpä, O., Kambeitz, K., Kampert, P., Kasper, I., Katkov, B., Kégl, B., Keilhauer, A., Keivani, E., Kemp, R., Kieckhafer, H., Klage, M., Kleifge, 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. L., Coz, M., Leão, D., Lebrun, P., Lebrun, M. L., De, A., Letessier Selvon, I., Lhenry Yvon, K., Link, R., López, A. L., Agüera, K., Louedec, J. L., Bahilo, L. b., Lu, A., Lucero, M., Ludwig, M., Malacari, S., Maldera, M., Mallamaci, J., Maller, D., Mandat, P., Mantsch, A., Mariazzi, V., Marin, I., Mariş, Marsella, Giovanni, Martello, Daniele, L. a., Martin, H., Martinez, O. M., Bravo, D., Martraire, J. M., Meza, H., Mathe, S., Mathy, J., Matthew, G., Matthiae, D., Maurel, D., Maurizio, E., Mayotte, P., Mazur, C., Medina, G., Medina Tanco, R., Meissner, M., Melissa, D., Melo, A., Menshikov, S., Messina, R., Meyhandan, S., Mićanović, M., Micheletti, L., Middendorf, I., Minaya, L., Miramonti, B., Mitrica, L., Molina Bueno, S., Mollerach, M., Monasor, D. M., Ragaigne, F., Montanet, C., Morello, M., Mostafá, C., Moura, M. c., Muller, G., Müller, S., Müller, M., Münchmeyer, R., Mussa, G., Navarra, S., Nava, P., Necesal, L., Nellen, A. b., Nelle, 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. P., Selmi Dei, M., Palatka, J., Pallotta, N., Palmieri, P., Papenbreer, G., Parente, A., Parra, T. c., Paul, M., Pech, J., P©kala, R., Pelayo, I., Pepe, Perrone, Lorenzo, E., Petermann, C., Peter, S. c., Petrera, Y., Petrov, J., Phuntsok, R., Piegaia, T., Pierog, P., Pieroni, M., Pimenta, V., Pirronello, M., Platino, M., Plum, A., Porcelli, C., Porowski, R., Prado, P., Privitera, M., Prouza, V., Purrello, E., Quel, S., Querchfeld, S., Quinn, J., Rautenberg, O., Ravel, D., Ravignani, B., Revenu, J., Ridky, S. c., Riggi, M., Risse, P., Ristori, V., Rizi, W. R., De, I. R., Cabo, G. a., Rodriguez, J. R., Rojo, M., Rodríguez Fría, D., Rogozin, G., Ro, J., Rosado, T., Rossler, M., Roth, E., Roulet, A., Rovero, S., Saffi, A., Saftoiu, F., Salamida, H., Salazar, A., Saleh, F. S., Greu, G., Salina, F., Sánchez, P., Sanchez Luca, C., Santo, E., Santo, F., Sarazin, B., Sarkar, R., Sarmento, R., Sato, N., Scharf, Scherini, Viviana, H., Schieler, P., Schiffer, D., Schmidt, O., Scholten, H. b., Bm, P., Schovánek, A., Schulz, J., Schulz, J., Schumacher, S., Sciutto, A., Segreto, M., Settimo, A., Shadkam, R., Shellard, I., Sidelnik, G., Sigl, O., Sima, A., ͆miałkowski, R., Šmída, G., Snow, P., Sommer, J., Sorokin, R., Squartini, Y., Srivastava, S., Stanič, J., Stapleton, J., Stasielak, M., Stephan, A., Stutz, F., Suarez, T., Suomijärvi, A., Supanitsky, M., Sutherland, J., Swain, Z., Szadkowski, M., Szuba, O., Taborda, A., Tapia, M., Tartare, A., Tepe, V., Theodoro, C. b., Timmerman, C. T., Peixoto, G., Toma, L., Tomankova, B., Tomé, A., Tonachini, G. T., Elipe, D. T., Machado, P., Travnicek, E., Trovato, M., Tuero, R., Ulrich, M., Unger, M., Urban, J. V., Galicia, I., Valiño, L., Valore, G. V., Aar, P. V., Bodegom, A. V., Den, S. V., Velzen, A. V., Vliet, E., Varela, B. V., Cárdena, G., Varner, J., Vázquez, R., Vázquez, D., Veberič, V., Verzi, J., Vicha, M., Videla, L., Villaseñor, B., Vlcek, S., Vorobiov, H., Wahlberg, O. k., Wainberg, D., Walz, A., Watson, M., Weber, K., Weidenhaupt, A., Weindl, F., Werner, A., Widom, L., Wiencke, B., Wilczyńska, H., Wilczyński, M., Will, C., William, T., Winchen, D., Wittkowski, B., Wundheiler, S., Wyke, T., Yamamoto, T., Yapici, G., Yuan, A., Yushkov, B., Zamorano, E., Za, D. b., Zavrtanik, M. b., Zavrtanik, I., Zaw, A., Zepeda, J., Zhou, Y., Zhu, M. Z., Silva, M., Ziolkowski, and F., Zuccarello
- Subjects
mass composition ,Nuclear and High Energy Physics ,[PHYS.ASTR.HE]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE] ,Proton ,Astronomy ,Ciencias Físicas ,Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena ,Nuclear Theory ,Hadron ,FOS: Physical sciences ,Cosmic ray ,01 natural sciences ,Auger ,Nuclear physics ,purl.org/becyt/ford/1 [https] ,0103 physical sciences ,High-Energy Cosmic Ray ,Nuclear Experiment ,010303 astronomy & astrophysics ,High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE) ,Physics ,Pierre Auger Observatory ,Range (particle radiation) ,[SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,010308 nuclear & particles physics ,[SDU.ASTR.HE]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE] ,Interaction model ,Astroparticles ,purl.org/becyt/ford/1.3 [https] ,COSMIC-RAYS ,Astronomía ,Air shower ,13. Climate action ,Experimental High Energy Physics ,FISICA ,SIMULATION ,ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING ,Física nuclear ,Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena ,CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS - Abstract
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., Comment: 13 pages, 7 figures
- Published
- 2014
- Full Text
- View/download PDF