We report a measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 2.5×1018  eV based on 215 030 events. New results are presented: at about 1.3×1019  eV, the spectral index changes from 2.51±0.03(stat)±0.05(syst) to 3.05±0.05(stat)±0.10(syst), evolving to 5.1±0.3(stat)±0.1(syst) beyond 5×1019  eV, while no significant dependence of spectral features on the declination is seen in the accessible range. These features of the spectrum can be reproduced in models with energy-dependent mass composition. The energy density in cosmic rays above 5×1018  eV is [5.66±0.03(stat)±1.40(syst)]×1053  erg Mpc−3.

Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5×1018  eV Using the Pierre Auger Observatory / Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Albury, J.  M.; Allekotte, I.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez-Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Anastasi, G.  A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Araújo Ferreira, P.  R.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A.  M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Barreira Luz, R.  J.; Becker, K.  H.; Bellido, J.  A.; Berat, C.; Bertaina, M.  E.; Bertou, X.; Biermann, P.  L.; Bister, T.; Biteau, J.; Blanco, A.; Blazek, J.; Bleve, C.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Botti, A.  M.; Brack, J.; Bretz, T.; Briechle, F.  L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero-Mora, K.  S.; Caccianiga, L.; Calcagni, L.; Cancio, A.; Canfora, F.; Caracas, I.; Carceller, J.  M.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J.  A.; Choi, K.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R.  W.; Cobos Cerutti, A.  C.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M.  R.; Conceição, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Contreras, F.; Convenga, F.; Covault, C.  E.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.  R.; Day, J.  A.; de Almeida, R.  M.; de Jesús, J.; de Jong, S.  J.; De Mauro, G.; de Mello Neto, J.  R.  T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Souza, V.; De Vito, E.; Debatin, J.; del Río, M.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Díaz Castro, M.  L.; Dobrigkeit, C.; D’Olivo, J.  C.; Dorosti, Q.; dos Anjos, R.  C.; Dova, M.  T.; Ebr, J.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Escobar, C.  O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A.  C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J.  M.; Filipčič, A.; Fodran, T.; Freire, M.  M.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; García, B.; Garcia Vegas, A.  L.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P.  L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P.  F.; Gongora, J.  P.; González, N.; Goos, I.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T.  D.; Guarino, F.; Guedes, G.  P.; Guido, E.; Hahn, S.; Halliday, R.; Hampel, M.  R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V.  M.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hill, G.  C.; Hojvat, C.; Hörandel, J.  R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Hulsman, J.; Insolia, A.; Isar, P.  G.; Johnsen, J.  A.; Jurysek, J.; Kääpä, A.; Kampert, K.  H.; Keilhauer, B.; Kemp, J.; Klages, H.  O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Köpke, M.; Kukec Mezek, G.; Lago, B.  L.; Lahurd, D.; Lang, R.  G.; Leigui de Oliveira, M.  A.; Lenok, V.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lo Presti, D.; Lopes, L.; López, R.; Lorek, R.; Luce, Q.; Lucero, A.; Machado Payeras, A.; Malacari, M.; Mancarella, G.; Mandat, D.; Manning, B.  C.; Manshanden, J.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariazzi, A.  G.; Mariş, I.  C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H.  J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mazur, P.  O.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merenda, K. -D.; Michal, S.; Micheletti, M.  I.; Miramonti, L.; Mockler, D.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Müller, A.  L.; Muller, M.  A.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W.  M.; Nellen, L.; Nguyen, P.  H.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L.  A.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Panetta, M.  P.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Pech, M.; Pedreira, F.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Peña-Rodriguez, J.; Perez Armand, J.; Perlin, M.; Perrone, L.; Peters, C.; Petrera, S.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M.  J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A.  C.; Ruehl, P.; Saffi, S.  J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J.  D.; Sánchez, F.; Santos, E.  M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schäfer, C.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schlüter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schovánek, P.; Schröder, F.  G.; Schröder, S.; Schulz, A.; Sciutto, S.  J.; Scornavacche, M.; Shellard, R.  C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Šmída, R.; Sommers, P.; Soriano, J.  F.; Souchard, J.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Streich, A.; Suárez-Durán, M.; Sudholz, T.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.  D.; Šupík, J.; Szadkowski, Z.; Taboada, A.; Tapia, A.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C.  J.; Tomé, B.; Torralba Elipe, G.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Trini, M.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdés Galicia, J.  F.; Valiño, I.; Valore, L.; van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Vásquez-Ramírez, A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I.  D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Villaseñor, L.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Watson, A.  A.; Weber, M.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Winchen, T.; Wirtz, M.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Zepeda, A.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 125:12(2020). [10.1103/PhysRevLett.125.121106]

Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5×1018  eV Using the Pierre Auger Observatory

Mastrodicasa, M.;
2020

Abstract

We report a measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 2.5×1018  eV based on 215 030 events. New results are presented: at about 1.3×1019  eV, the spectral index changes from 2.51±0.03(stat)±0.05(syst) to 3.05±0.05(stat)±0.10(syst), evolving to 5.1±0.3(stat)±0.1(syst) beyond 5×1019  eV, while no significant dependence of spectral features on the declination is seen in the accessible range. These features of the spectrum can be reproduced in models with energy-dependent mass composition. The energy density in cosmic rays above 5×1018  eV is [5.66±0.03(stat)±1.40(syst)]×1053  erg Mpc−3.
2020
cosmic ray; astroparticle detectors; cosmic ray spectra
01 Pubblicazione su rivista::01a Articolo in rivista
Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5×1018  eV Using the Pierre Auger Observatory / Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Albury, J.  M.; Allekotte, I.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez-Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Anastasi, G.  A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Araújo Ferreira, P.  R.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A.  M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Barreira Luz, R.  J.; Becker, K.  H.; Bellido, J.  A.; Berat, C.; Bertaina, M.  E.; Bertou, X.; Biermann, P.  L.; Bister, T.; Biteau, J.; Blanco, A.; Blazek, J.; Bleve, C.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Botti, A.  M.; Brack, J.; Bretz, T.; Briechle, F.  L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero-Mora, K.  S.; Caccianiga, L.; Calcagni, L.; Cancio, A.; Canfora, F.; Caracas, I.; Carceller, J.  M.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J.  A.; Choi, K.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R.  W.; Cobos Cerutti, A.  C.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M.  R.; Conceição, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Contreras, F.; Convenga, F.; Covault, C.  E.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.  R.; Day, J.  A.; de Almeida, R.  M.; de Jesús, J.; de Jong, S.  J.; De Mauro, G.; de Mello Neto, J.  R.  T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Souza, V.; De Vito, E.; Debatin, J.; del Río, M.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Díaz Castro, M.  L.; Dobrigkeit, C.; D’Olivo, J.  C.; Dorosti, Q.; dos Anjos, R.  C.; Dova, M.  T.; Ebr, J.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Escobar, C.  O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A.  C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J.  M.; Filipčič, A.; Fodran, T.; Freire, M.  M.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; García, B.; Garcia Vegas, A.  L.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P.  L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P.  F.; Gongora, J.  P.; González, N.; Goos, I.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T.  D.; Guarino, F.; Guedes, G.  P.; Guido, E.; Hahn, S.; Halliday, R.; Hampel, M.  R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V.  M.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hill, G.  C.; Hojvat, C.; Hörandel, J.  R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Hulsman, J.; Insolia, A.; Isar, P.  G.; Johnsen, J.  A.; Jurysek, J.; Kääpä, A.; Kampert, K.  H.; Keilhauer, B.; Kemp, J.; Klages, H.  O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Köpke, M.; Kukec Mezek, G.; Lago, B.  L.; Lahurd, D.; Lang, R.  G.; Leigui de Oliveira, M.  A.; Lenok, V.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lo Presti, D.; Lopes, L.; López, R.; Lorek, R.; Luce, Q.; Lucero, A.; Machado Payeras, A.; Malacari, M.; Mancarella, G.; Mandat, D.; Manning, B.  C.; Manshanden, J.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariazzi, A.  G.; Mariş, I.  C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H.  J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mazur, P.  O.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merenda, K. -D.; Michal, S.; Micheletti, M.  I.; Miramonti, L.; Mockler, D.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Müller, A.  L.; Muller, M.  A.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W.  M.; Nellen, L.; Nguyen, P.  H.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L.  A.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Panetta, M.  P.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Pech, M.; Pedreira, F.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Peña-Rodriguez, J.; Perez Armand, J.; Perlin, M.; Perrone, L.; Peters, C.; Petrera, S.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M.  J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A.  C.; Ruehl, P.; Saffi, S.  J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J.  D.; Sánchez, F.; Santos, E.  M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schäfer, C.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schlüter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schovánek, P.; Schröder, F.  G.; Schröder, S.; Schulz, A.; Sciutto, S.  J.; Scornavacche, M.; Shellard, R.  C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Šmída, R.; Sommers, P.; Soriano, J.  F.; Souchard, J.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Streich, A.; Suárez-Durán, M.; Sudholz, T.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.  D.; Šupík, J.; Szadkowski, Z.; Taboada, A.; Tapia, A.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C.  J.; Tomé, B.; Torralba Elipe, G.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Trini, M.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdés Galicia, J.  F.; Valiño, I.; Valore, L.; van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Vásquez-Ramírez, A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I.  D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Villaseñor, L.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Watson, A.  A.; Weber, M.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Winchen, T.; Wirtz, M.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Zepeda, A.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 125:12(2020). [10.1103/PhysRevLett.125.121106]
File allegati a questo prodotto
File Dimensione Formato  
Aab_Features of the Energy Spectrum_2020.pdf

accesso aperto

Tipologia: Versione editoriale (versione pubblicata con il layout dell'editore)
Licenza: Creative commons
Dimensione 306.56 kB
Formato Adobe PDF
306.56 kB Adobe PDF

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11573/1644664
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 169
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 125
social impact