Back to Search Start Over

Testing Hadronic-Model Predictions of Depth of Maximum of Air-Shower Profiles and Ground-Particle Signals using Hybrid Data of the Pierre Auger Observatory

Authors :
The Pierre Auger Collaboration
Halim, A. Abdul
Abreu, P.
Aglietta, M.
Allekotte, I.
Cheminant, K. Almeida
Almela, A.
Aloisio, R.
Alvarez-Muñiz, J.
Yebra, J. Ammerman
Anastasi, G. A.
Anchordoqui, L.
Andrada, B.
Andringa, S.
Apollonio, L.
Aramo, C.
Ferreira, P. R. Araújo
Arnone, E.
Velázquez, J. C. Arteaga
Assis, P.
Avila, G.
Avocone, E.
Bakalova, A.
Barbato, F.
Mocellin, A. Bartz
Bellido, J. A.
Berat, C.
Bertaina, M. E.
Bhatta, G.
Bianciotto, M.
Biermann, P. L.
Binet, V.
Bismark, K.
Bister, T.
Biteau, J.
Blazek, J.
Bleve, C.
Blümer, J.
Boháčová, M.
Boncioli, D.
Bonifazi, C.
Arbeletche, L. Bonneau
Borodai, N.
Brack, J.
Orchera, P. G. Brichetto
Briechle, F. L.
Bueno, A.
Buitink, S.
Buscemi, M.
Büsken, M.
Bwembya, A.
Caballero-Mora, K. S.
Cabana-Freire, S.
Caccianiga, L.
Campuzano, F.
Caruso, R.
Castellina, A.
Catalani, F.
Cataldi, G.
Cazon, L.
Cerda, M.
Cermenati, A.
Chinellato, J. A.
Chudoba, J.
Chytka, L.
Clay, R. W.
Cerutti, A. C. Cobos
Colalillo, R.
Coluccia, M. R.
Conceição, R.
Condorelli, A.
Consolati, G.
Conte, M.
Convenga, F.
Santos, D. Correia dos
Costa, P. J.
Covault, C. E.
Cristinziani, M.
Sanchez, C. S. Cruz
Dasso, S.
Daumiller, K.
Dawson, B. R.
de Almeida, R. M.
de Jesús, J.
de Jong, S. J.
Neto, J. R. T. de Mello
De Mitri, I.
de Oliveira, J.
Franco, D. de Oliveira
de Palma, F.
de Souza, V.
de Errico, B. P. de Souza
De Vito, E.
Del Popolo, A.
Deligny, O.
Denner, N.
Deval, L.
di Matteo, A.
Dobre, M.
Dobrigkeit, C.
D'Olivo, J. C.
Mendes, L. M. Domingues
Dorosti, Q.
Anjos, J. C. dos
Anjos, R. C. dos
Ebr, J.
Ellwanger, F.
Emam, M.
Engel, R.
Epicoco, I.
Erdmann, M.
Etchegoyen, A.
Evoli, C.
Falcke, H.
Farrar, G.
Fauth, A. C.
Fazzini, N.
Feldbusch, F.
Fenu, F.
Fernandes, A.
Fick, B.
Figueira, J. M.
Filipčič, A.
Fitoussi, T.
Flaggs, B.
Fodran, T.
Fujii, T.
Fuster, A.
Galea, C.
Galelli, C.
García, B.
Gaudu, C.
Gemmeke, H.
Gesualdi, F.
Gherghel-Lascu, A.
Ghia, P. L.
Giaccari, U.
Glombitza, J.
Gobbi, F.
Gollan, F.
Golup, G.
Berisso, M. Gómez
Vitale, P. F. Gómez
Gongora, J. P.
González, J. M.
González, N.
Góra, D.
Gorgi, A.
Gottowik, M.
Grubb, T. D.
Guarino, F.
Guedes, G. P.
Guido, E.
Gülzow, L.
Hahn, S.
Hamal, P.
Hampel, M. R.
Hansen, P.
Harari, D.
Harvey, V. M.
Haungs, A.
Hebbeker, T.
Hojvat, C.
Hörandel, J. R.
Horvath, P.
Hrabovský, M.
Huege, T.
Insolia, A.
Isar, P. G.
Janecek, P.
Jilek, V.
Johnsen, J. A.
Jurysek, J.
Kampert, K. -H.
Keilhauer, B.
Khakurdikar, A.
Covilakam, V. V. Kizakke
Klages, H. O.
Kleifges, M.
Knapp, F.
Köhler, J.
Kunka, N.
Lago, B. L.
Langner, N.
de Oliveira, M. A. Leigui
Lema-Capeans, Y.
Letessier-Selvon, A.
Lhenry-Yvon, I.
Lopes, L.
Lu, L.
Luce, Q.
Lundquist, J. P.
Payeras, A. Machado
Majercakova, M.
Mandat, D.
Manning, B. C.
Mantsch, P.
Mariani, F. M.
Mariazzi, A. G.
Mariş, I. C.
Marsella, G.
Martello, D.
Martinelli, S.
Bravo, O. Martínez
Martins, M. A.
Mathes, H. -J.
Matthews, J.
Matthiae, G.
Mayotte, E.
Mayotte, S.
Mazur, P. O.
Medina-Tanco, G.
Meinert, J.
Melo, D.
Menshikov, A.
Merx, C.
Michal, S.
Micheletti, M. I.
Miramonti, L.
Mollerach, S.
Montanet, F.
Morejon, L.
Morello, C.
Mulrey, K.
Mussa, R.
Namasaka, W. M.
Negi, S.
Nellen, L.
Nguyen, K.
Nicora, G.
Niechciol, M.
Nitz, D.
Nosek, D.
Novotny, V.
Nožka, L.
Nucita, A.
Núñez, L. A.
Oliveira, C.
Palatka, M.
Pallotta, J.
Panja, S.
Parente, G.
Paulsen, T.
Pawlowsky, J.
Pech, M.
Pękala, J.
Pelayo, R.
Pereira, L. A. S.
Martins, E. E. Pereira
Armand, J. Perez
Bertolli, C. Pérez
Perrone, L.
Petrera, S.
Petrucci, C.
Pierog, T.
Pimenta, M.
Platino, M.
Pont, B.
Pothast, M.
Shahvar, M. Pourmohammad
Privitera, P.
Prouza, M.
Querchfeld, S.
Rautenberg, J.
Ravignani, D.
Akim, J. V. Reginatto
Reininghaus, M.
Ridky, J.
Riehn, F.
Risse, M.
Rizi, V.
de Carvalho, W. Rodrigues
Rodriguez, E.
Rojo, J. Rodriguez
Roncoroni, M. J.
Rossoni, S.
Roth, M.
Roulet, E.
Rovero, A. C.
Ruehl, P.
Saftoiu, A.
Saharan, M.
Salamida, F.
Salazar, H.
Salina, G.
Gomez, J. D. Sanabria
Sánchez, F.
Santos, E. M.
Santos, E.
Sarazin, F.
Sarmento, R.
Sato, R.
Savina, P.
Schäfer, C. M.
Scherini, V.
Schieler, H.
Schimassek, M.
Schimp, M.
Schmidt, D.
Scholten, O.
Schoorlemmer, H.
Schovánek, P.
Schröder, F. G.
Schulte, J.
Schulz, T.
Sciutto, S. J.
Scornavacche, M.
Sedoski, A.
Segreto, A.
Sehgal, S.
Shivashankara, S. U.
Sigl, G.
Silli, G.
Sima, O.
Simkova, K.
Simon, F.
Smau, R.
Šmída, R.
Sommers, P.
Soriano, J. F.
Squartini, R.
Stadelmaier, M.
Stanič, S.
Stasielak, J.
Stassi, P.
Strähnz, S.
Straub, M.
Suomijärvi, T.
Supanitsky, A. D.
Svozilikova, Z.
Szadkowski, Z.
Tairli, F.
Tapia, A.
Taricco, C.
Timmermans, C.
Tkachenko, O.
Tobiska, P.
Peixoto, C. J. Todero
Tomé, B.
Torrès, Z.
Travaini, A.
Travnicek, P.
Trimarelli, C.
Tueros, M.
Unger, M.
Vaclavek, L.
Vacula, M.
Galicia, J. F. Valdés
Valore, L.
Varela, E.
Vásquez-Ramírez, A.
Veberič, D.
Ventura, C.
Quispe, I. D. Vergara
Verzi, V.
Vicha, J.
Vink, J.
Vorobiov, S.
Watanabe, C.
Watson, A. A.
Weindl, A.
Wiencke, L.
Wilczyński, H.
Wittkowski, D.
Wundheiler, B.
Yue, B.
Yushkov, A.
Zapparrata, O.
Zas, E.
Zavrtanik, D.
Zavrtanik, M.
The Pierre Auger Collaboration
Halim, A. Abdul
Abreu, P.
Aglietta, M.
Allekotte, I.
Cheminant, K. Almeida
Almela, A.
Aloisio, R.
Alvarez-Muñiz, J.
Yebra, J. Ammerman
Anastasi, G. A.
Anchordoqui, L.
Andrada, B.
Andringa, S.
Apollonio, L.
Aramo, C.
Ferreira, P. R. Araújo
Arnone, E.
Velázquez, J. C. Arteaga
Assis, P.
Avila, G.
Avocone, E.
Bakalova, A.
Barbato, F.
Mocellin, A. Bartz
Bellido, J. A.
Berat, C.
Bertaina, M. E.
Bhatta, G.
Bianciotto, M.
Biermann, P. L.
Binet, V.
Bismark, K.
Bister, T.
Biteau, J.
Blazek, J.
Bleve, C.
Blümer, J.
Boháčová, M.
Boncioli, D.
Bonifazi, C.
Arbeletche, L. Bonneau
Borodai, N.
Brack, J.
Orchera, P. G. Brichetto
Briechle, F. L.
Bueno, A.
Buitink, S.
Buscemi, M.
Büsken, M.
Bwembya, A.
Caballero-Mora, K. S.
Cabana-Freire, S.
Caccianiga, L.
Campuzano, F.
Caruso, R.
Castellina, A.
Catalani, F.
Cataldi, G.
Cazon, L.
Cerda, M.
Cermenati, A.
Chinellato, J. A.
Chudoba, J.
Chytka, L.
Clay, R. W.
Cerutti, A. C. Cobos
Colalillo, R.
Coluccia, M. R.
Conceição, R.
Condorelli, A.
Consolati, G.
Conte, M.
Convenga, F.
Santos, D. Correia dos
Costa, P. J.
Covault, C. E.
Cristinziani, M.
Sanchez, C. S. Cruz
Dasso, S.
Daumiller, K.
Dawson, B. R.
de Almeida, R. M.
de Jesús, J.
de Jong, S. J.
Neto, J. R. T. de Mello
De Mitri, I.
de Oliveira, J.
Franco, D. de Oliveira
de Palma, F.
de Souza, V.
de Errico, B. P. de Souza
De Vito, E.
Del Popolo, A.
Deligny, O.
Denner, N.
Deval, L.
di Matteo, A.
Dobre, M.
Dobrigkeit, C.
D'Olivo, J. C.
Mendes, L. M. Domingues
Dorosti, Q.
Anjos, J. C. dos
Anjos, R. C. dos
Ebr, J.
Ellwanger, F.
Emam, M.
Engel, R.
Epicoco, I.
Erdmann, M.
Etchegoyen, A.
Evoli, C.
Falcke, H.
Farrar, G.
Fauth, A. C.
Fazzini, N.
Feldbusch, F.
Fenu, F.
Fernandes, A.
Fick, B.
Figueira, J. M.
Filipčič, A.
Fitoussi, T.
Flaggs, B.
Fodran, T.
Fujii, T.
Fuster, A.
Galea, C.
Galelli, C.
García, B.
Gaudu, C.
Gemmeke, H.
Gesualdi, F.
Gherghel-Lascu, A.
Ghia, P. L.
Giaccari, U.
Glombitza, J.
Gobbi, F.
Gollan, F.
Golup, G.
Berisso, M. Gómez
Vitale, P. F. Gómez
Gongora, J. P.
González, J. M.
González, N.
Góra, D.
Gorgi, A.
Gottowik, M.
Grubb, T. D.
Guarino, F.
Guedes, G. P.
Guido, E.
Gülzow, L.
Hahn, S.
Hamal, P.
Hampel, M. R.
Hansen, P.
Harari, D.
Harvey, V. M.
Haungs, A.
Hebbeker, T.
Hojvat, C.
Hörandel, J. R.
Horvath, P.
Hrabovský, M.
Huege, T.
Insolia, A.
Isar, P. G.
Janecek, P.
Jilek, V.
Johnsen, J. A.
Jurysek, J.
Kampert, K. -H.
Keilhauer, B.
Khakurdikar, A.
Covilakam, V. V. Kizakke
Klages, H. O.
Kleifges, M.
Knapp, F.
Köhler, J.
Kunka, N.
Lago, B. L.
Langner, N.
de Oliveira, M. A. Leigui
Lema-Capeans, Y.
Letessier-Selvon, A.
Lhenry-Yvon, I.
Lopes, L.
Lu, L.
Luce, Q.
Lundquist, J. P.
Payeras, A. Machado
Majercakova, M.
Mandat, D.
Manning, B. C.
Mantsch, P.
Mariani, F. M.
Mariazzi, A. G.
Mariş, I. C.
Marsella, G.
Martello, D.
Martinelli, S.
Bravo, O. Martínez
Martins, M. A.
Mathes, H. -J.
Matthews, J.
Matthiae, G.
Mayotte, E.
Mayotte, S.
Mazur, P. O.
Medina-Tanco, G.
Meinert, J.
Melo, D.
Menshikov, A.
Merx, C.
Michal, S.
Micheletti, M. I.
Miramonti, L.
Mollerach, S.
Montanet, F.
Morejon, L.
Morello, C.
Mulrey, K.
Mussa, R.
Namasaka, W. M.
Negi, S.
Nellen, L.
Nguyen, K.
Nicora, G.
Niechciol, M.
Nitz, D.
Nosek, D.
Novotny, V.
Nožka, L.
Nucita, A.
Núñez, L. A.
Oliveira, C.
Palatka, M.
Pallotta, J.
Panja, S.
Parente, G.
Paulsen, T.
Pawlowsky, J.
Pech, M.
Pękala, J.
Pelayo, R.
Pereira, L. A. S.
Martins, E. E. Pereira
Armand, J. Perez
Bertolli, C. Pérez
Perrone, L.
Petrera, S.
Petrucci, C.
Pierog, T.
Pimenta, M.
Platino, M.
Pont, B.
Pothast, M.
Shahvar, M. Pourmohammad
Privitera, P.
Prouza, M.
Querchfeld, S.
Rautenberg, J.
Ravignani, D.
Akim, J. V. Reginatto
Reininghaus, M.
Ridky, J.
Riehn, F.
Risse, M.
Rizi, V.
de Carvalho, W. Rodrigues
Rodriguez, E.
Rojo, J. Rodriguez
Roncoroni, M. J.
Rossoni, S.
Roth, M.
Roulet, E.
Rovero, A. C.
Ruehl, P.
Saftoiu, A.
Saharan, M.
Salamida, F.
Salazar, H.
Salina, G.
Gomez, J. D. Sanabria
Sánchez, F.
Santos, E. M.
Santos, E.
Sarazin, F.
Sarmento, R.
Sato, R.
Savina, P.
Schäfer, C. M.
Scherini, V.
Schieler, H.
Schimassek, M.
Schimp, M.
Schmidt, D.
Scholten, O.
Schoorlemmer, H.
Schovánek, P.
Schröder, F. G.
Schulte, J.
Schulz, T.
Sciutto, S. J.
Scornavacche, M.
Sedoski, A.
Segreto, A.
Sehgal, S.
Shivashankara, S. U.
Sigl, G.
Silli, G.
Sima, O.
Simkova, K.
Simon, F.
Smau, R.
Šmída, R.
Sommers, P.
Soriano, J. F.
Squartini, R.
Stadelmaier, M.
Stanič, S.
Stasielak, J.
Stassi, P.
Strähnz, S.
Straub, M.
Suomijärvi, T.
Supanitsky, A. D.
Svozilikova, Z.
Szadkowski, Z.
Tairli, F.
Tapia, A.
Taricco, C.
Timmermans, C.
Tkachenko, O.
Tobiska, P.
Peixoto, C. J. Todero
Tomé, B.
Torrès, Z.
Travaini, A.
Travnicek, P.
Trimarelli, C.
Tueros, M.
Unger, M.
Vaclavek, L.
Vacula, M.
Galicia, J. F. Valdés
Valore, L.
Varela, E.
Vásquez-Ramírez, A.
Veberič, D.
Ventura, C.
Quispe, I. D. Vergara
Verzi, V.
Vicha, J.
Vink, J.
Vorobiov, S.
Watanabe, C.
Watson, A. A.
Weindl, A.
Wiencke, L.
Wilczyński, H.
Wittkowski, D.
Wundheiler, B.
Yue, B.
Yushkov, A.
Zapparrata, O.
Zas, E.
Zavrtanik, D.
Zavrtanik, M.
Publication Year :
2024

Abstract

We test the predictions of hadronic interaction models regarding the depth of maximum of air-shower profiles, $X_{max}$, and ground-particle signals in water-Cherenkov detectors at 1000 m from the shower core, $S(1000)$, using the data from the fluorescence and surface detectors of the Pierre Auger Observatory. The test consists in fitting the measured two-dimensional ($S(1000)$, $X_{max}$) distributions using templates for simulated air showers produced with hadronic interaction models EPOS-LHC, QGSJet II-04, Sibyll 2.3d and leaving the scales of predicted $X_{max}$ and the signals from hadronic component at ground as free fit parameters. The method relies on the assumption that the mass composition remains the same at all zenith angles, while the longitudinal shower development and attenuation of ground signal depend on the mass composition in a correlated way. The analysis was applied to 2239 events detected by both the fluorescence and surface detectors of the Pierre Auger Observatory with energies between $10^{18.5}$ to $10^{19.0}$ eV and zenith angles below $60^\circ$. We found, that within the assumptions of the method, the best description of the data is achieved if the predictions of the hadronic interaction models are shifted to deeper $X_{max}$ values and larger hadronic signals at all zenith angles. Given the magnitude of the shifts and the data sample size, the statistical significance of the improvement of data description using the modifications considered in the paper is larger than $5\sigma$ even for any linear combination of experimental systematic uncertainties.<br />Comment: Accepted in Phys. Rev. D

Details

Database :
OAIster
Publication Type :
Electronic Resource
Accession number :
edsoai.on1430705715
Document Type :
Electronic Resource