An upper limit to the photon fraction in cosmic rays above 1019 eV from the Pierre Auger Observatory

J. Abraham, M. Aglietta, C. Aguirre, D. Allard, I. Allekotte, P. Allison, C. Alvarez, J. Alvarez-Muñiz, M. Ambrosio, L. Anchordoqui, J. C. Anjos, C. Aramo, K. Arisaka, E. Armengaud, F. Arneodo, F. Arqueros, T. Asch, H. Asorey, B. S. Atulugama, J. AublinM. Ave, G. Avila, J. Bacelar, T. Bäcker, D. Badagnani, A. F. Barbosa, H. M.J. Barbosa, M. Barkhausen, D. Barnhill, S. L.C. Barroso, P. Bauleo, J. Beatty, T. Beau, B. R. Becker, K. H. Becker, J. A. Bellido, S. BenZvi, C. Berat, T. Bergmann, P. Bernardini, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, O. Blanch-Bigas, F. Blanco, P. Blasi, C. Bleve, H. Blümer, P. Boghrat, M. Boháčová, C. Bonifazi, R. Bonino, M. Boratav, J. Brack, J. M. Brunet, P. Buchholz, N. G. Busca, K. S. Caballero-Mora, B. Cai, D. V. Camin, J. N. Capdevielle, R. Caruso, A. Castellina, G. Cataldi, L. Cazón, R. Cester, J. Chauvin, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, A. Chou, J. Chye, D. Claes, P. D.J. Clark, R. W. Clay, S. B. Clay, B. Connolly, A. Cordier, U. Cotti, S. Coutu, C. E. Covault, J. Cronin, S. Dagoret-Campagne, T. Dang Quang, P. Darriulat, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. de Almeida, L. A. de Carvalho, C. De Donato, S. J. de Jong, W. J.M. de Mello, J. R.T. de Mello Neto, I. De Mitri, M. A.L. de Oliveira, V. de Souza, L. del Peral, O. Deligny, A. Della Selva, C. Delle Fratte, H. Dembinski, C. Di Giulio, J. C. Diaz, C. Dobrigkeit, J. C. D'Olivo, D. Dornic, A. Dorofeev, M. T. Dova, D. D'Urso, M. A. DuVernois, R. Engel, L. Epele, M. Erdmann, C. O. Escobar, A. Etchegoyen, A. Ewers, P. Facal San Luis, H. Falcke, A. C. Fauth, D. Fazio, N. Fazzini, A. Fernández, F. Ferrer, S. Ferry, B. Fick, A. Filevich, A. Filipčič, I. Fleck, E. Fokitis, R. Fonte, D. Fuhrmann, W. Fulgione, B. García, D. Garcia-Pinto, L. Garrard, X. Garrido, H. Geenen, G. Gelmini, H. Gemmeke, A. Geranios, P. L. Ghia, M. Giller, J. Gitto, H. Glass, F. Gobbi, M. S. Gold, F. Gomez Albarracin, M. Gómez Berisso, R. Gómez Herrero, M. Gonçalves do Amaral, J. P. Gongora, D. Gonzalez, J. G. Gonzalez, M. González, D. Góra, A. Gorgi, P. Gouffon, V. Grassi, A. Grillo, C. Grunfeld, C. Grupen, F. Guarino, G. P. Guedes, J. Gutiérrez, J. D. Hague, J. C. Hamilton, M. N. Harakeh, D. Harari, S. Harmsma, S. Hartmann, J. L. Harton, M. D. Healy, T. Hebbeker, D. Heck, C. Hojvat, P. Homola, J. Hörandel, A. Horneffer, M. Horvat, M. Hrabovský, M. Iarlori, A. Insolia, M. Kaducak, O. Kalashev, K. H. Kampert, B. Keilhauer, E. Kemp, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Knapik, J. Knapp, D. H. Koang, Y. Kolotaev, A. Kopmann, O. Krömer, S. Kuhlman, J. Kuijpers, N. Kunka, A. Kusenko, C. Lachaud, B. L. Lago, D. Lebrun, P. LeBrun, J. Lee, A. Letessier-Selvon, M. Leuthold, I. Lhenry-Yvon, G. Longo, R. López, A. Lopez Agüera, A. Lucero, S. Maldera, M. Malek, S. Maltezos, G. Mancarella, M. E. Manceñido, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, I. C. Maris, D. Martello, N. Martinez, J. Martínez, O. Martínez, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, G. Maurin, D. Maurizio, P. O. Mazur, T. McCauley, M. McEwen, R. R. McNeil, G. Medina, M. C. Medina, G. Medina Tanco, A. Meli, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, Chr Meurer, R. Meyhandan, M. I. Micheletti, G. Miele, W. Miller, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, E. Moreno, C. Morris, M. Mostafá, M. A. Muller, R. Mussa, G. Navarra, L. Nellen, C. Newman-Holmes, D. Newton, T. Nguyen Thi, R. Nichol, N. Nierstenhöfer, D. Nitz, H. Nogima, D. Nosek, L. Nožka, J. Oehlschläger, T. Ohnuki, A. Olinto, L. F.A. Oliveira, V. M. Olmos-Gilbaja, M. Ortiz, S. Ostapchenko, L. Otero, M. Palatka, J. Pallotta, G. Parente, E. Parizot, S. Parlati, M. Patel, T. Paul, K. Payet, M. Pech, J. Pȩkala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, S. Petrera, P. Petrinca, Y. Petrov, D. Pham Ngoc, T. N. Pham Thi, R. Piegaia, T. Pierog, O. Pisanti, T. A. Porter, J. Pouryamout, L. Prado, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, J. Rautenberg, H. C. Reis, S. Reucroft, B. Revenu, J. Řídký, A. Risi, M. Risse, C. Rivière, V. Rizi, S. Robbins, M. Roberts, C. Robledo, G. Rodriguez, D. Rodríguez Frías, J. Rodriguez Martino, J. Rodriguez Rojo, G. Ros, J. Rosado, M. Roth, C. Roucelle, B. Rouillé-d'Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, F. Salamida, H. Salazar, G. Salina, F. Sánchez, M. Santander, E. M. Santos, S. Sarkar, R. Sato, V. Scherini, T. Schmidt, O. Scholten, P. Schovánek, F. Schüssler, S. J. Sciutto, M. Scuderi, D. Semikoz, G. Sequeiros, R. C. Shellard, B. B. Siffert, G. Sigl, P. Skelton, W. Slater, N. Smetniansky De Grande, A. Smiałkowski, R. Šmída, B. E. Smith, G. R. Snow, P. Sokolsky, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, E. Strazzeri, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Tamashiro, A. Tamburro, O. Tascau, R. Ticona, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, A. Tonachini, D. Torresi, P. Travnicek, A. Tripathi, G. Tristram, D. Tscherniakhovski, M. Tueros, V. Tunnicliffe, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, A. M. van den Berg, V. van Elewyck, R. A. Vazquez, D. Veberič, A. Veiga, A. Velarde, T. Venters, V. Verzi, M. Videla, L. Villaseñor, T. Vo Van, S. Vorobiov, L. Voyvodic, H. Wahlberg, O. Wainberg, T. Waldenmaier, P. Walker, D. Warner, A. A. Watson, S. Westerhoff, C. Wiebusch, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, C. Wileman, M. G. Winnick, J. Xu, T. Yamamoto, P. Younk, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, A. Zech, A. Zepeda, M. Zha, M. Ziolkowski

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

Abstract

An upper limit of 16% (at 95% c.l.) is derived for the photon fraction in cosmic rays with energies greater than 1019 eV, based on observations of the depth of shower maximum performed with the hybrid detector of the Pierre Auger Observatory. This is the first such limit on photons obtained by observing the fluorescence light profile of air showers. This upper limit confirms and improves on previous results from the Haverah Park and AGASA surface arrays. Additional data recorded with the Auger surface detectors for a subset of the event sample support the conclusion that a photon origin of the observed events is not favored.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)155-168
Number of pages14
JournalAstroparticle Physics
Volume27
Issue number2-3
DOIs
StatePublished - Mar 2007

Keywords

  • Cosmic rays
  • Extensive air showers
  • Pierre Auger Observatory
  • Ultra-high energy photons

ASJC Scopus subject areas

  • Astronomy and Astrophysics

Fingerprint Dive into the research topics of 'An upper limit to the photon fraction in cosmic rays above 10<sup>19</sup> eV from the Pierre Auger Observatory'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this