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We report a first measurement for ultrahigh energy cosmic rays of the correlation between the depth of shower maximum and the signal in the water Cherenkov stations of air-showers registered simultaneously by the fluorescence and the surface detectors of the Pierre Auger Observatory. Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass . Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth.
Evidence for a mixed mass composition at the `ankle' in the cosmic-ray spectrum
Aab A.;Abreu P.;Aglietta M.;Ahn E. J.;Al Samarai I.;Albuquerque I. F. M.;Allekotte I.;Allison P.;Almela A.;Alvarez Castillo J.;Alvarez-Muñiz J.;Ambrosio M.;Anastasi G. A.;Anchordoqui L.;Andrada B.;Andringa S.;Aramo C.;Arqueros F.;Arsene N.;Asorey H.;Assis P.;Aublin J.;Avila G.;Badescu A. M.;Balaceanu A.;Baus C.;Beatty J. J.;Becker K. H.;Bellido J. A.;Berat C.;Bertaina M. E.;Bertou X.;Biermann P. L.;Billoir P.;Biteau J.;Blaess S. G.;Blanco A.;Blazek J.;Bleve C.;Boháčová M.;Boncioli D.;Bonifazi C.;Borodai N.;Botti A. M.;Brack J.;Brancus I.;Bretz T.;Bridgeman A.;Briechle F. L.;Buchholz P.;Bueno A.;Buitink S.;Buscemi M.;Caballero-Mora K. S.;Caccianiga B.;Caccianiga L.;Cancio A.;Canfora F.;Caramete L.;Caruso R.;Castellina A.;Cataldi G.;Cazon L.;Cester R.;Chavez A. G.;Chiavassa A.;Chinellato J. A.;Chudoba J.;Clay R. W.;Colalillo R.;Coleman A.;Collica L.;Coluccia M. R.;Conceição R.;Contreras F.;Cooper M. J.;Coutu S.;Covault C. E.;Cronin J.;Dallier R.;D'Amico S.;Daniel B.;Dasso S.;Daumiller K.;Dawson B. R.;de Almeida R. M.;de Jong S. J.;De Mauro G.;de Mello Neto J. R. T.;De Mitri I.;de Oliveira J.;de Souza V.;Debatin J.;del Peral L.;Deligny O.;Di Giulio C.;Di Matteo A.;Díaz Castro M. L.;Diogo F.;Dobrigkeit C.;D'Olivo J. C.;Dorofeev A.;dos Anjos R. C.;Dova M. T.;Dundovic A.;Ebr J.;Engel R.;Erdmann M.;Erfani M.;Escobar C. O.;Espadanal J.;Etchegoyen A.;Falcke H.;Fang K.;Farrar G.;Fauth A. C.;Fazzini N.;Fick B.;Figueira J. M.;Filevich A.;Filipčič A.;Fratu O.;Freire M. M.;Fujii T.;Fuster A.;García B.;Garcia-Pinto D.;Gaté F.;Gemmeke H.;Gherghel-Lascu A.;Ghia P. L.;Giaccari U.;Giammarchi M.;Giller M.;Głas D.;Glaser C.;Glass H.;Golup G.;Gómez Berisso M.;Gómez Vitale P. F.;González N.;Gookin B.;Gordon J.;Gorgi A.;Gorham P.;Gouffon P.;Grillo A. F.;Grubb T. D.;Guarino F.;Guedes G. P.;Hampel M. R.;Hansen P.;Harari D.;Harrison T. A.;Harton J. L.;Hasankiadeh Q.;Haungs A.;Hebbeker T.;Heck D.;Heimann P.;Herve A. E.;Hill G. C.;Hojvat C.;Holt E.;Homola P.;Hörandel J. R.;Horvath P.;Hrabovský M.;Huege T.;Hulsman J.;Insolia A.;Isar P. G.;Jandt I.;Jansen S.;Johnsen J. A.;Josebachuili M.;Kääpä A.;Kambeitz O.;Kampert K. H.;Kasper P.;Katkov I.;Keilhauer B.;Kemp E.;Kieckhafer R. M.;Klages H. O.;Kleifges M.;Kleinfeller J.;Krause R.;Krohm N.;Kuempel D.;Kukec Mezek G.;Kunka N.;Kuotb Awad A.;Lahurd D.;Latronico L.;Lauscher M.;Lautridou P.;Lebrun P.;Legumina R.;Leigui de Oliveira M. A.;Letessier-Selvon A.;Lhenry-Yvon I.;Link K.;Lopes L.;López R.;López Casado A.;Luce Q.;Lucero A.;Malacari M.;Mallamaci M.;Mandat D.;Mantsch P.;Mariazzi A. G.;Mariş I. C.;Marsella G.;Martello D.;Martinez H.;Martínez Bravo O.;Masías Meza J. J.;Mathes H. J.;Mathys S.;Matthews J.;Matthews J. A. J.;Matthiae G.;Mayotte E.;Mazur P. O.;Medina C.;Medina-Tanco G.;Melo D.;Menshikov A.;Messina S.;Micheletti M. I.;Middendorf L.;Minaya I. A.;Miramonti L.;Mitrica B.;Mockler D.;Molina-Bueno L.;Mollerach S.;Montanet F.;Morello C.;Mostafá M.;Müller G.;Muller M. A.;Müller S.;Naranjo I.;Navas S.;Nellen L.;Neuser J.;Nguyen P. H.;Niculescu-Oglinzanu M.;Niechciol M.;Niemietz L.;Niggemann T.;Nitz D.;Nosek D.;Novotny V.;Nožka H.;Núñez L. A.;Ochilo L.;Oikonomou F.;Olinto A.;Pakk Selmi-Dei D.;Palatka M.;Pallotta J.;Papenbreer P.;Parente G.;Parra A.;Paul T.;Pech M.;Pedreira F.;Pękala J.;Pelayo R.;Peña-Rodriguez J.;Pereira L. A. S.;Perrone L.;Peters C.;Petrera S.;Phuntsok J.;Piegaia R.;Pierog T.;Pieroni P.;Pimenta M.;Pirronello V.;Platino M.;Plum M.;Porowski C.;Prado R. R.;Privitera P.;Prouza M.;Quel E. J.;Querchfeld S.;Quinn S.;Ramos-Pollant R.;Rautenberg J.;Ravel O.;Ravignani D.;Reinert D.;Revenu B.;Ridky J.;Risse M.;Ristori P.;Rizi V.;Rodrigues de Carvalho W.;Rodriguez Fernandez G.;Rodriguez Rojo J.;Rodríguez-Frías M. D.;Rogozin D.;Rosado J.;Roth M.;Roulet E.;Rovero A. C.;Saffi S. J.;Saftoiu A.;Salazar H.;Saleh A.;Salesa Greus F.;Salina G.;Sanabria Gomez J. D.;Sánchez F.;Sanchez-Lucas P.;Santos E. M.;Santos E.;Sarazin F.;Sarkar B.;Sarmento R.;Sarmiento-Cano C.;Sato R.;Scarso C.;Schauer M.;Scherini V.;Schieler H.;Schmidt D.;Scholten O.;Schovánek P.;Schröder F. G.;Schulz A.;Schulz J.;Schumacher J.;Sciutto S. J.;Segreto A.;Settimo M.;Shadkam A.;Shellard R. C.;Sigl G.;Silli G.;Sima O.;Śmiałkowski A.;Šmída R.;Snow G. R.;Sommers P.;Sonntag S.;Sorokin J.;Squartini R.;Stanca D.;Stanič S.;Stasielak J.;Strafella F.;Suarez F.;Suarez Durán M.;Sudholz T.;Suomijärvi T.;Supanitsky A. D.;Sutherland M. S.;Swain J.;Szadkowski Z.;Taborda O. A.;Tapia A.;Tepe A.;Theodoro V. M.;Timmermans C.;Todero Peixoto C. J.;Tomankova L.;Tomé B.;Tonachini A.;Torralba Elipe G.;Torres Machado D.;Torri M.;Travnicek P.;Trini M.;Ulrich R.;Unger M.;Urban M.;Valbuena-Delgado A.;Valdés Galicia J. F.;Valiño I.;Valore L.;van Aar G.;van Bodegom P.;van den Berg A. M.;van Vliet A.;Varela E.;Vargas Cárdenas B.;Varner G.;Vázquez J. R.;Vázquez R. A.;Veberič D.;Verzi V.;Vicha J.;Villaseñor L.;Vorobiov S.;Wahlberg H.;Wainberg O.;Walz D.;Watson A. A.;Weber M.;Weindl A.;Wiencke L.;Wilczyński H.;Winchen T.;Wittkowski D.;Wundheiler B.;Wykes S.;Yang L.;Yelos D.;Younk P.;Yushkov A.;Zas E.;Zavrtanik D.;Zavrtanik M.;Zepeda A.;Zimmermann B.;Ziolkowski M.;Zong Z.;Zuccarello F.
2016
Abstract
We report a first measurement for ultrahigh energy cosmic rays of the correlation between the depth of shower maximum and the signal in the water Cherenkov stations of air-showers registered simultaneously by the fluorescence and the surface detectors of the Pierre Auger Observatory. Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass . Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth.
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ND
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ND
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2021-2023 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.