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

Journal
Date Issued
2016
Author(s)
Aab, A.
•
Abreu, P.
•
•
Ahn, E. J.
•
Al Samarai, I.
•
Albuquerque, I. F. M.
•
Allekotte, I.
•
Allison, P.
•
Almela, A.
•
Alvarez Castillo, J.
•
Alvarez-Muñiz, J.
•
Alves Batista, R.
•
Ambrosio, M.
•
Aminaei, A.
•
Anastasi, G. A.
•
Anchordoqui, L.
•
Andringa, S.
•
Aramo, C.
•
Arqueros, F.
•
Arsene, N.
•
Asorey, H.
•
Assis, P.
•
Aublin, J.
•
Avila, G.
•
Awal, N.
•
Badescu, A. M.
•
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. G.
•
Blanco, A.
•
Blanco, M.
•
Blazek, J.
•
Bleve, C.
•
Blümer, H.
•
Boháčová, M.
•
Boncioli, D.
•
Bonifazi, C.
•
Borodai, N.
•
Brack, J.
•
Brancus, I.
•
Bretz, T.
•
Bridgeman, A.
•
Brogueira, P.
•
Buchholz, P.
•
Bueno, A.
•
Buitink, S.
•
Buscemi, M.
•
Caballero-Mora, K. S.
•
Caccianiga, B.
•
Caccianiga, L.
•
Candusso, M.
•
Caramete, L.
•
Caruso, R.
•
•
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.
•
Conceição, R.
•
Contreras, F.
•
Cooper, M. J.
•
Cordier, A.
•
Coutu, S.
•
Covault, C. E.
•
Cronin, J.
•
Dallier, R.
•
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.
•
del Peral, L.
•
Deligny, O.
•
Dhital, N.
•
Di Giulio, C.
•
Di Matteo, A.
•
Diaz, J. C.
•
Díaz Castro, M. L.
•
Diogo, F.
•
Dobrigkeit, C.
•
Docters, W.
•
D'Olivo, J. C.
•
Dorofeev, A.
•
Dorosti Hasankiadeh, Q.
•
dos Anjos, R. C.
•
Dova, M. T.
•
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.
•
Ferguson, A. P.
•
Fick, B.
•
Figueira, J. M.
•
Filevich, A.
•
Filipčič, A.
•
Fratu, O.
•
Freire, M. M.
•
Fujii, T.
•
García, B.
•
Garcia-Gamez, D.
•
Garcia-Pinto, D.
•
Gate, 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.
•
•
Gorham, P.
•
Gouffon, P.
•
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.
•
Hörandel, J. R.
•
Horvath, P.
•
Hrabovský, M.
•
Huber, D.
•
Huege, T.
•
Insolia, A.
•
Isar, P. G.
•
Jandt, I.
•
Jansen, S.
•
Jarne, C.
•
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. W.
•
LaHurd, D.
•
Latronico, L.
•
Lauer, R.
•
Lauscher, M.
•
Lautridou, P.
•
Le Coz, S.
•
Lebrun, D.
•
Lebrun, P.
•
Leigui de Oliveira, M. A.
•
Letessier-Selvon, A.
•
Lhenry-Yvon, I.
•
Link, K.
•
Lopes, L.
•
López, R.
•
López Casado, A.
•
Louedec, K.
•
Lucero, A.
•
Malacari, M.
•
Mallamaci, M.
•
Maller, J.
•
Mandat, D.
•
Mantsch, P.
•
Mariazzi, A. G.
•
Marin, V.
•
Mariș, I. C.
•
Marsella, G.
•
Martello, D.
•
Martinez, H.
•
Martínez Bravo, O.
•
Martraire, D.
•
Masías Meza, J. J.
•
Mathes, H. J.
•
Mathys, S.
•
Matthews, J.
•
Matthews, J. A. J.
•
Matthiae, G.
•
Maurizio, D.
•
Mayotte, E.
•
Mazur, P. O.
•
Medina, C.
•
Medina-Tanco, G.
•
Meissner, R.
•
Mello, V. B. B.
•
Melo, D.
•
Menshikov, A.
•
•
Micheletti, M. I.
•
Middendorf, L.
•
Minaya, I. A.
•
Miramonti, L.
•
Mitrica, B.
•
Molina-Bueno, L.
•
Mollerach, S.
•
Montanet, F.
•
Morello, C.
•
Mostafá, M.
•
Moura, C. A.
•
Muller, M. A.
•
Müller, G.
•
Müller, S.
•
Navas, S.
•
Necesal, P.
•
Nellen, L.
•
Nelles, A.
•
Neuser, J.
•
Nguyen, P. H.
•
Niculescu-Oglinzanu, M.
•
Niechciol, M.
•
Niemietz, L.
•
Niggemann, T.
•
Nitz, D.
•
Nosek, D.
•
Novotny, V.
•
Nožka, L.
•
Núñez, L. A.
•
Ochilo, L.
•
Oikonomou, F.
•
Olinto, A.
•
Pacheco, N.
•
Pakk Selmi-Dei, D.
•
Palatka, M.
•
Pallotta, J.
•
Papenbreer, P.
•
Parente, G.
•
Parra, A.
•
Paul, T.
•
Pech, M.
•
Pękala, 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.
•
Quel, E. J.
•
Querchfeld, S.
•
Quinn, S.
•
Rautenberg, J.
•
Ravel, O.
•
Ravignani, D.
•
Reinert, D.
•
Revenu, B.
•
Ridky, J.
•
Risse, M.
•
Ristori, P.
•
Rizi, V.
•
Rodrigues de Carvalho, W.
•
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.
•
Santos, E. M.
•
Sarazin, F.
•
Sarkar, B.
•
Sarmento, R.
•
Sarmiento-Cano, C.
•
Sato, R.
•
Scarso, C.
•
Schauer, M.
•
Scherini, V.
•
Schieler, H.
•
Schmidt, D.
•
Scholten, O.
•
Schoorlemmer, H.
•
Schovánek, P.
•
Schröder, F. G.
•
Schulz, A.
•
Schulz, J.
•
Schumacher, J.
•
Sciutto, S. J.
•
•
Settimo, M.
•
Shadkam, A.
•
Shellard, R. C.
•
Sigl, G.
•
Sima, O.
•
Śmiałkowski, A.
•
Šmída, R.
•
Snow, G. R.
•
Sommers, P.
•
Sonntag, S.
•
Sorokin, J.
•
Squartini, R.
•
Srivastava, Y. N.
•
Stanca, D.
•
Stanič, S.
•
Stapleton, J.
•
Stasielak, J.
•
Stephan, M.
•
Stutz, A.
•
Suarez, F.
•
Suarez Durán, M.
•
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.
•
Toma, G.
•
Tomankova, L.
•
Tomé, B.
•
Tonachini, A.
•
Torralba Elipe, G.
•
Torres Machado, D.
•
Travnicek, P.
•
Trini, M.
•
Ulrich, R.
•
Unger, M.
•
Urban, M.
•
Valdés Galicia, J. F.
•
Valiño, I.
•
Valore, L.
•
van Aar, G.
•
van Bodegom, P.
•
van den Berg, A. M.
•
van Velzen, S.
•
van Vliet, A.
•
Varela, E.
•
Vargas Cárdenas, B.
•
Varner, G.
•
Vasquez, R.
•
Vázquez, J. R.
•
Vázquez, R. A.
•
Veberič, D.
•
Verzi, V.
•
Vicha, J.
•
Videla, M.
•
Villaseñor, L.
•
Vlcek, B.
•
Vorobiov, S.
•
Wahlberg, H.
•
Wainberg, O.
•
Walz, D.
•
Watson, A. A.
•
Weber, M.
•
Weidenhaupt, K.
•
Weindl, A.
•
Welling, C.
•
Werner, F.
•
Widom, A.
•
Wiencke, L.
•
Wilczyński, H.
•
Winchen, T.
•
Wittkowski, D.
•
Wundheiler, B.
•
Wykes, S.
•
Yang, L.
•
Yapici, T.
•
Yushkov, A.
•
Zas, E.
•
Zavrtanik, D.
•
Zavrtanik, M.
•
Zepeda, A.
•
Zimmermann, B.
•
Ziolkowski, M.
•
•
Pierre Auger Collaboration
DOI
Abstract
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.
Volume
93
Issue
12
Start page
122005
Uri
Url
Issn Identifier
2470-0010
Ads BibCode
2016PhRvD..93l2005A
Rights
open.access
File(s)
Loading...
Thumbnail Image
Name

PRD-DOI_10_1103PhysRevD_93_122005.pdf

Description
postprint
Size

884.11 KB

Format

Adobe PDF

Checksum (MD5)

2309aa202b7c700d8ca02ad4318789d2

Loading...
Thumbnail Image
Name

Published_14_June_2016__PhysRevD_93_122005_PUBLISHED.pdf

Description
pdf editoriale
Size

535.75 KB

Format

Adobe PDF

Checksum (MD5)

6390df3e3b6c30cf84ded9dab6565caf