Probing the radio emission from air showers with polarization measurements

A. Aab, P. Abreu, M. Aglietta, M. Ahlers, E. J. Ahn, I. F.M. Albuquerque, I. Allekotte, J. Allen, P. Allison, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Muñiz, R. Alves Batista, M. Ambrosio, A. Aminaei, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antičić, C. Aramo, F. ArquerosH. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, M. Avenier, G. Avila, A. M. Badescu, K. B. Barber, R. Bardenet, J. Bäuml, C. Baus, J. J. Beatty, K. H. Becker, J. A. Bellido, S. Benzvi, C. Berat, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, I. Brancus, P. Brogueira, W. C. Brown, P. Buchholz, A. Bueno, M. Buscemi, K. S. Caballero-Mora, B. Caccianiga, L. Caccianiga, M. Candusso, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, S. H. Cheng, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, J. Chudoba, M. Cilmo, R. W. Clay, G. Cocciolo, R. Colalillo, L. Collica, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, M. J. Cooper, S. Coutu, C. E. Covault, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, R. Dallier, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. De Almeida, M. De Domenico, S. J. De Jong, G. De La Vega, W. J.M. De Mello Junior, J. R.T. De Mello Neto, I. De Mitri, V. De Souza, K. D. De Vries, L. Del Peral, O. Deligny, H. Dembinski, N. Dhital, C. Di Giulio, A. Di Matteo, J. C. Diaz, M. L. Díaz Castro, P. N. Diep, F. Diogo, C. Dobrigkeit, W. Docters, J. C. D'Olivo, P. N. Dong, A. Dorofeev, J. C. Dos Anjos, M. T. Dova, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, H. Falcke, K. Fang, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. P. Ferguson, B. Fick, J. M. Figueira, A. Filevich, A. Filipčič, N. Foerster, B. D. Fox, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, O. Fratu, U. Fröhlich, B. Fuchs, R. Gaior, R. F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, S. T. Garcia Roca, D. Garcia-Gamez, D. Garcia-Pinto, G. Garilli, A. Gascon Bravo, H. Gemmeke, P. L. Ghia, M. Giammarchi, M. Giller, J. Gitto, C. Glaser, H. Glass, F. Gomez Albarracin, M. Gómez Berisso, P. F. Gómez Vitale, P. Gonçalves, J. G. Gonzalez, B. Gookin, A. Gorgi, P. Gorham, P. Gouffon, S. Grebe, N. Griffith, A. F. Grillo, T. D. Grubb, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, P. Hansen, D. Harari, T. A. Harrison, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A. E. Herve, G. C. Hill, C. Hojvat, N. Hollon, E. Holt, P. Homola, J. R. Hörandel, P. Horvath, M. Hrabovský, D. Huber, T. Huege, A. Insolia, P. G. Isar, S. Jansen, C. Jarne, M. Josebachuili, K. Kadija, O. Kambeitz, K. H. Kampert, P. Karhan, P. Kasper, I. Katkov, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, J. Knapp, R. Krause, N. Krohm, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, D. Kuempel, N. Kunka, G. La Rosa, D. Lahurd, L. Latronico, R. Lauer, M. Lauscher, P. Lautridou, S. Le Coz, M. S.A.B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, M. A. Leigui De Oliveira, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link, R. López, A. Lopez Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, L. Lu, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, M. C. Maccarone, M. Malacari, S. Maldera, J. Maller, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, V. Marin, I. C. Mariş, H. R. Marquez Falcon, G. Marsella, D. Martello, L. Martin, H. Martinez, O. Martínez Bravo, D. Martraire, J. J. Masías Meza, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurel, D. Maurizio, E. Mayotte, P. O. Mazur, C. Medina, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, S. Messina, R. Meyhandan, S. Mićanović, M. I. Micheletti, L. Middendorf, I. A. Minaya, L. Miramonti, B. Mitrica, L. Molina-Bueno, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, J. C. Moreno, M. Mostafá, C. A. Moura, M. A. Muller, G. Müller, M. Münchmeyer, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, A. Nelles, J. Neuser, P. T. Nhung, M. Niechciol, L. Niemietz, T. Niggemann, D. Nitz, D. Nosek, L. NoŽka, J. Oehlschläger, A. Olinto, M. Oliveira, M. Ortiz, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, A. Parra, S. Pastor, T. Paul, M. Pech, J. Pȩkala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, A. Petrolini, Y. Petrov, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum, M. Pontz, A. Porcelli, T. Preda, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, S. Querchfeld, S. Quinn, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, H. Rivera, V. Rizi, J. Roberts, W. Rodrigues De Carvalho, I. Rodriguez Cabo, G. Rodriguez Fernandez, J. Rodriguez Martino, J. Rodriguez Rojo, M. D. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-D'Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, C. Rühle, S. J. Saffi, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Sánchez, P. Sanchez-Lucas, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, B. Sarkar, R. Sarmento, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, P. Schovánek, F. G. Schröder, A. Schulz, J. Schulz, S. J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, I. Sidelnik, G. Sigl, O. Sima, A. Śmiałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, R. Squartini, Y. N. Srivastava, S. Stanič, J. Stapleton, J. Stasielak, M. Stephan, M. Straub, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, T. Šuša, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, M. Szuba, A. Tapia, M. Tartare, O. Taşcǎu, N. T. Thao, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, G. Toma, L. Tomankova, B. Tomé, A. Tonachini, G. Torralba Elipe, D. Torres Machado, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, G. Van Aar, A. M. Van Den Berg, S. Van Velzen, A. Van Vliet, E. Varela, B. Vargas Cárdenas, G. Varner, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, V. Verzi, J. Vicha, M. Videla, L. Villaseñor, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, K. Weidenhaupt, A. Weindl, F. Werner, S. Westerhoff, B. J. Whelan, A. Widom, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, M. Will, C. Williams, T. Winchen, B. Wundheiler, S. Wykes, T. Yamamoto, T. Yapici, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, B. Zamorano, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, J. Zhou, Y. Zhu, M. Zimbres Silva, M. Ziolkowski

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

The emission of radio waves from air showers has been attributed to the so-called geomagnetic emission process. At frequencies around 50 MHz this process leads to coherent radiation which can be observed with rather simple setups. The direction of the electric field induced by this emission process depends only on the local magnetic field vector and on the incoming direction of the air shower. We report on measurements of the electric field vector where, in addition to this geomagnetic component, another component has been observed that cannot be described by the geomagnetic emission process. The data provide strong evidence that the other electric field component is polarized radially with respect to the shower axis, in agreement with predictions made by Askaryan who described radio emission from particle showers due to a negative charge excess in the front of the shower. Our results are compared to calculations which include the radiation mechanism induced by this charge-excess process.

Original languageEnglish (US)
Article number052002
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume89
Issue number5
DOIs
StatePublished - Mar 14 2014

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics
  • Physics and Astronomy (miscellaneous)

Fingerprint Dive into the research topics of 'Probing the radio emission from air showers with polarization measurements'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Aab, A., Abreu, P., Aglietta, M., Ahlers, M., Ahn, E. J., Albuquerque, I. F. M., Allekotte, I., Allen, J., Allison, P., Almela, A., Alvarez Castillo, J., Alvarez-Muñiz, J., Alves Batista, R., Ambrosio, M., Aminaei, A., Anchordoqui, L., Andringa, S., Antičić, T., Aramo, C., ... Ziolkowski, M. (2014). Probing the radio emission from air showers with polarization measurements. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 89(5), [052002]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.89.052002