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Over the last two decades, various experiments have measured muon densities in extensive air showers over several orders of magnitude in primary energy. While some experiments observed differences in the muon densities between simulated and experimentally measured air showers, others reported no discrepancies. We will present an update of the meta-analysis of muon measurements from nine air shower experiments, covering shower energies between a few PeV and tens of EeV and muon threshold energies from a few 100 MeV to about 10GeV. In order to compare measurements from different experiments, their energy scale was cross-calibrated and the experimental data has been compared using a universal reference scale based on air shower simulations. Above 10 PeV, we find a muon excess with respect to simulations for all hadronic interaction models, which is increasing with shower energy. For EPOS-LHC and QGSJet-II.04 the significance of the slope of the increase is analyzed in detail under different assumptions of the individual experimental uncertainties.
Update on the combined analysis of muon measurements from nine air shower experiments / Soldin, D., Fomin, Yu.A., Kalmykov, N.N., Karpikov, I.S., Kulikov, G.V., Kuznetsov, M.Yu., Rubtsov, G.I., Sulakov, V.P., Troitsky, S.V., Abbasi, R., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J.A., Ahlers, M., Ahrens, M., Alispach, C., Alves, A.A., Amin, N.M., An, R., Andeen, K., et al.. - In: POS PROCEEDINGS OF SCIENCE. - ISSN 1824-8039. - 395:(2022), pp. 1-16. (37th International cosmic ray conference, ICRC 2021 Berlin, Germany ) [10.22323/1.395.0349].
Update on the combined analysis of muon measurements from nine air shower experiments
Soldin D.
;Fomin Yu. A.;Kalmykov N. N.;Karpikov I. S.;Kulikov G. V.;Kuznetsov M. Yu.;Rubtsov G. I.;Sulakov V. P.;Troitsky S. V.;Abbasi R.;Ackermann M.;Adams J.;Aguilar J. A.;Ahlers M.;Ahrens M.;Alispach C.;Alves A. A.;Amin N. M.;An R.;Andeen K.;Anderson T.;Anton G.;Arguelles C.;Ashida Y.;Axani S.;Bai X.;Balagopal A. V.;Barbano A.;Barwick S. W.;Bastian B.;Basu V.;Baur S.;Bay R.;Beatty J. J.;Becker K. -H.;Becker Tjus J.;Bellenghi C.;BenZvi S.;Berley D.;Bernardini E.;Besson D. Z.;Binder G.;Bindig D.;Blaufuss E.;Blot S.;Boddenberg M.;Bontempo F.;Borowka J.;Boser S.;Botner O.;Bottcher J.;Bourbeau E.;Bradascio F.;Braun J.;Bron S.;Brostean-Kaiser J.;Browne S.;Burgman A.;Burley R. T.;Busse R. S.;Campana M. A.;Carnie-Bronca E. G.;Chen C.;Chirkin D.;Choi K.;Clark B. A.;Clark K.;Classen L.;Coleman A.;Collin G. H.;Conrad J. M.;Coppin P.;Correa P.;Cowen D. F.;Cross R.;Dappen C.;Dave P.;De Clercq C.;DeLaunay J. J.;Dembinski H.;Deoskar K.;De Ridder S.;Desai A.;Desiati P.;de Vries K. D.;de Wasseige G.;de With M.;DeYoung T.;Dharani S.;Diaz A.;Diaz-Velez J. C.;Dittmer M.;Dujmovic H.;Dunkman M.;DuVernois M. A.;Dvorak E.;Ehrhardt T.;Eller P.;Engel R.;Erpenbeck H.;Evans J.;Evenson P. A.;Fan K. L.;Fazely A. R.;Fiedlschuster S.;Fienberg A. T.;Filimonov K.;Finley C.;Fischer L.;Fox D.;Franckowiak A.;Friedman E.;Fritz A.;Furst P.;Gaisser T. K.;Gallagher J.;Ganster E.;Garcia A.;Garrappa S.;Gerhardt L.;Ghadimi A.;Glaser C.;Glauch T.;Glusenkamp T.;Goldschmidt A.;Gonzalez J. G.;Goswami S.;Grant D.;Gregoire T.;Griswold S.;Gunduz M.;Gunther C.;Haack C.;Hallgren A.;Halliday R.;Halve L.;Halzen F.;Ha Minh M.;Hanson K.;Hardin J.;Harnisch A. A.;Haungs A.;Hauser S.;Hebecker D.;Helbing K.;Henningsen F.;Hettinger E. C.;Hickford S.;Hignight J.;Hill C.;Hill G. C.;Hoffman K. D.;Hoffmann R.;Hoinka T.;Hokanson-Fasig B.;Hoshina K.;Huang F.;Huber M.;Huber T.;Hultqvist K.;Hunnefeld M.;Hussain R.;In S.;Iovine N.;Ishihara A.;Jansson M.;Japaridze G. S.;Jeong M.;Jones B. J. P.;Kang D.;Kang W.;Kang X.;Kappes A.;Kappesser D.;Karg T.;Karl M.;Karle A.;Katz U.;Kauer M.;Kellermann M.;Kelley J. L.;Kheirandish A.;Kin K.;Kintscher T.;Kiryluk J.;Klein S. R.;Koirala R.;Kolanoski H.;Kontrimas T.;Kopke L.;Kopper C.;Kopper S.;Koskinen D. J.;Koundal P.;Kovacevich M.;Kowalski M.;Kozynets T.;Kun E.;Kurahashi N.;Lad N.;Lagunas Gualda C.;Lanfranchi J. L.;Larson M. J.;Lauber F.;Lazar J. P.;Lee J. W.;Leonard K.;Leszczynska A.;Li Y.;Lincetto M.;Liu Q. R.;Liubarska M.;Lohfink E.;Lozano Mariscal C. J.;Lu L.;Lucarelli F.;Ludwig A.;Luszczak W.;Lyu Y.;Ma W. Y.;Madsen J.;Mahn K. B. M.;Makino Y.;Mancina S.;Maris I. C.;Maruyama R.;Mase K.;McElroy T.;McNally F.;Mead J. V.;Meagher K.;Medina A.;Meier M.;Meighen-Berger S.;Micallef J.;Mockler D.;Montaruli T.;Moore R. W.;Morse R.;Moulai M.;Naab R.;Nagai R.;Naumann U.;Necker J.;Nguyen L. V.;Niederhausen H.;Nisa M. U.;Nowicki S. C.;Nygren D. R.;Obertacke Pollmann A.;Oehler M.;Olivas A.;O'Sullivan E.;Pandya H.;Pankova D. V.;Park N.;Parker G. K.;Paudel E. N.;Paul L.;Perez de los Heros C.;Peters L.;Peterson J.;Philippen S.;Pieloth D.;Pieper S.;Pittermann M.;Pizzuto A.;Plum M.;Popovych Y.;Porcelli A.;Prado Rodriguez M.;Price P. B.;Pries B.;Przybylski G. T.;Raab C.;Raissi A.;Rameez M.;Rawlins K.;Rea I. C.;Rehman A.;Reichherzer P.;Reimann R.;Renzi G.;Resconi E.;Reusch S.;Rhode W.;Richman M.;Riedel B.;Roberts E. J.;Robertson S.;Roellinghoff G.;Rongen M.;Rott C.;Ruhe T.;Ryckbosch D.;Rysewyk Cantu D.;Safa I.;Saffer J.;Sanchez Herrera S. E.;Sandrock A.;Sandroos J.;Santander M.;Sarkar S.;Satalecka K.;Scharf M.;Schaufel M.;Schieler H.;Schindler S.;Schlunder P.;Schmidt T.;Schneider A.;Schneider J.;Schroder F. G.;Schumacher L.;Schwefer G.;Sclafani S.;Seckel D.;Seunarine S.;Sharma A.;Shefali S.;Silva M.;Skrzypek B.;Smithers B.;Snihur R.;Soedingrekso J.;Spannfellner C.;Spiczak G. M.;Spiering C.;Stachurska J.;Stamatikos M.;Stanev T.;Stein R.;Stettner J.;Steuer A.;Stezelberger T.;Sturwald T.;Stuttard T.;Sullivan G. W.;Taboada I.;Tenholt F.;Ter-Antonyan S.;Tilav S.;Tischbein F.;Tollefson K.;Tomankova L.;Tonnis C.;Toscano S.;Tosi D.;Trettin A.;Tselengidou M.;Tung C. F.;Turcati A.;Turcotte R.;Turley C. F.;Twagirayezu J. P.;Ty B.;Unland Elorrieta M. A.;Valtonen-Mattila N.;Vandenbroucke J.;van Eijndhoven N.;Vannerom D.;van Santen J.;Verpoest S.;Vraeghe M.;Walck C.;Watson T. B.;Weaver C.;Weigel P.;Weindl A.;Weiss M. J.;Weldert J.;Wendt C.;Werthebach J.;Weyrauch M.;Whitehorn N.;Wiebusch C. H.;Williams D. R.;Wolf M.;Woschnagg K.;Wrede G.;Wulff J.;Xu X. W.;Xu Y.;Yanez J. P.;Yoshida S.;Yu S.;Yuan T.;Zhang Z.;Apel W. D.;Arteaga-Velazquez J. C.;Bekk K.;Bertaina M.;Blumer J.;Bozdog H.;Cantoni E.;Chiavassa A.;Cossavella F.;Daumiller K.;de Souza V.;Di Pierro F.;Doll P.;Fuhrmann D.;Gherghel-Lascu A.;Gils H. J.;Glasstetter R.;Grupen C.;Heck D.;Horandel J. R.;Huege T.;Kampert K. -H.;Klages H. O.;Link K.;Luczak P.;Mathes H. J.;Mayer H. J.;Milke J.;Morello C.;Oehlschlager J.;Ostapchenko S.;Pierog T.;Rebel H.;Rivera-Rangel D.;Roth M.;Schoo S.;Sima O.;Toma G.;Trinchero G. C.;Ulrich H.;Wochele J.;Zabierowski J.;Barbashina N. S.;Bogdanov A. G.;Khokhlov S. S.;Kindin V. V.;Kokoulin R. P.;Kompaniets K. G.;Mannocchi G.;Petrukhin A. A.;Shutenko V. V.;Trinchero G.;Yashin I. I.;Yurina E. A.;Zadeba E. A.;Abreu P.;Aglietta M.;Albury J. M.;Allekotte I.;Almela A.;Alvarez-Muniz J.;Alves Batista R.;Anastasi G. A.;Anchordoqui L.;Andrada B.;Andringa S.;Aramo C.;Araujo Ferreira P. R.;Arteaga Velazquez J. C.;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.;Binet V.;Bismark K.;Bister T.;Biteau J.;Blazek J.;Bleve C.;Bohacova M.;Boncioli D.;Bonifazi C.;Bonneau Arbeletche L.;Borodai N.;Botti A. M.;Brack J.;Bretz T.;Brichetto Orchera P. G.;Briechle F. L.;Buchholz P.;Bueno A.;Buitink S.;Buscemi M.;Busken M.;Caballero-Mora K. S.;Caccianiga L.;Canfora F.;Caracas I.;Carceller J. M.;Caruso R.;Castellina A.;Catalani F.;Cataldi G.;Cazon L.;Cerda M.;Chinellato J. A.;Chudoba J.;Chytka L.;Clay R. W.;Cobos Cerutti A. C.;Colalillo R.;Coluccia M. R.;Conceicao R.;Condorelli A.;Consolati G.;Contreras F.;Convenga F.;Correia dos Santos D.;Covault C. E.;Dasso S.;Dawson B. R.;Day J. A.;de Almeida R. M.;de Jesus 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 Palma F.;De Vito E.;del Rio M.;Deligny O.;Deval L.;di Matteo A.;Dobrigkeit C.;D'Olivo J. C.;Domingues Mendes L. M.;dos Anjos R. C.;dos Santos D.;Dova M. T.;Ebr J.;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.;Filipcic A.;Fitoussi T.;Fodran T.;Freire M. M.;Fujii T.;Fuster A.;Galea C.;Galelli C.;Garcia B.;Garcia Vegas A. L.;Gemmeke H.;Gesualdi F.;Ghia P. L.;Giaccari U.;Giammarchi M.;Glombitza J.;Gobbi F.;Gollan F.;Golup G.;Gomez Berisso M.;Gomez Vitale P. F.;Gongora J. P.;Gonzalez J. M.;Gonzalez N.;Goos I.;Gora D.;Gorgi A.;Gottowik M.;Grubb T. D.;Guarino F.;Guedes G. P.;Guido E.;Hahn S.;Hamal P.;Hampel M. R.;Hansen P.;Harari D.;Harvey V. M.;Hebbeker T.;Hojvat C.;Horvath P.;Hrabovsky M.;Insolia A.;Isar P. G.;Janecek P.;Johnsen J. A.;Jurysek J.;Kaapa A.;Kampert K. H.;Karastathis N.;Keilhauer B.;Kemp J.;Khakurdikar A.;Kizakke Covilakam V. V.;Kleifges M.;Kleinfeller J.;Kopke M.;Kunka N.;Lago B. L.;Lang R. G.;Langner N.;Leigui de Oliveira M. A.;Lenok V.;Letessier-Selvon A.;Lhenry-Yvon I.;Lo Presti D.;Lopes L.;Lopez R.;Luce Q.;Lundquist J. P.;Machado Payeras A.;Mancarella G.;Mandat D.;Manning B. C.;Manshanden J.;Mantsch P.;Marafico S.;Mariazzi A. G.;Marsella G.;Martello D.;Martinelli S.;Martinez Bravo O.;Mastrodicasa M.;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.;Mollerach S.;Montanet F.;Mostafa M.;Muller A. L.;Muller M. A.;Mulrey K.;Mussa R.;Muzio M.;Namasaka W. M.;Nasr-Esfahani A.;Nellen L.;Niculescu-Oglinzanu M.;Niechciol M.;Nitz D.;Nosek D.;Novotny V.;Nozka L.;Nucita A.;Nunez L. A.;Palatka M.;Pallotta J.;Papenbreer P.;Parente G.;Parra A.;Pawlowsky J.;Pech M.;Pedreira F.;Pekala J.;Pelayo R.;Pena-Rodriguez J.;Pereira Martins E. E.;Perez Armand J.;Perez Bertolli C.;Perlin M.;Perrone L.;Petrera S.;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.;Rizi V.;Rodrigues de Carvalho W.;Rodriguez Rojo J.;Roncoroni M. J.;Rossoni S.;Roulet E.;Rovero A. C.;Ruehl P.;Saftoiu A.;Salamida F.;Salazar H.;Salina G.;Sanabria Gomez J. D.;Sanchez F.;Santos E. M.;Santos E.;Sarazin F.;Sarmento R.;Sarmiento-Cano C.;Sato R.;Savina P.;Schafer C. M.;Scherini V.;Schimassek M.;Schimp M.;Schluter F.;Schmidt D.;Scholten O.;Schovanek P.;Schroder S.;Schulte J.;Sciutto S. J.;Scornavacche M.;Segreto A.;Sehgal S.;Shellard R. C.;Sigl G.;Silli G.;Smida R.;Sommers P.;Soriano J. F.;Souchard J.;Squartini R.;Stadelmaier M.;Stanca D.;Stanic S.;Stasielak J.;Stassi P.;Streich A.;Suarez-Duran M.;Sudholz T.;Suomijarvi T.;Supanitsky A. D.;Szadkowski Z.;Tapia A.;Taricco C.;Timmermans C.;Tkachenko O.;Tobiska P.;Todero Peixoto C. J.;Tome B.;Torres Z.;Travaini A.;Travnicek P.;Trimarelli C.;Tueros M.;Ulrich R.;Unger M.;Vaclavek L.;Vacula M.;Valdes Galicia J. F.;Valore L.;Varela E.;Vasquez-Ramirez A.;Veberic D.;Ventura C.;Vergara Quispe I. D.;Verzi V.;Vicha J.;Vink J.;Vorobiov S.;Wahlberg H.;Watanabe C.;Watson A. A.;Weber M.;Wiencke L.;Wilczynski H.;Wirtz M.;Wittkowski D.;Wundheiler B.;Yushkov A.;Zapparrata O.;Zas E.;Zavrtanik D.;Zavrtanik M.;Zehrer L.;Ulrichs J.;Abbasi R. U.;Abe M.;Abu-Zayyad T.;Allen M.;Arai Y.;Barcikowski E.;Belz J. W.;Bergman D. R.;Blake S. A.;Buckland I.;Cady R.;Cheon B. G.;Chiba J.;Chikawa M.;Fujisue K.;Fujita K.;Fujiwara R.;Fukushima M.;Fukushima R.;Furlich G.;Gonzalez R.;Hanlon W.;Hayashi M.;Hayashida N.;Hibino K.;Higuchi R.;Honda K.;Ikeda D.;Inadomi T.;Inoue N.;Ishii T.;Ito H.;Ivanov D.;Iwakura H.;Jeong H. M.;Jeong S.;Jui C. C. H.;Kadota K.;Kakimoto F.;Kalashev O.;Kasahara K.;Kasami S.;Kawai H.;Kawakami S.;Kawana S.;Kawata K.;Kido E.;Kim H. B.;Kim J. H.;Kim M. H.;Kim S. W.;Kimura Y.;Kishigami S.;Kubota Y.;Kurisu S.;Kuzmin V.;Kuznetsov M.;Kwon Y. J.;Lee K. H.;Lubsandorzhiev B.;Machida K.;Matsumiya H.;Matsuyama T.;Matthews J. N.;Mayta R.;Minamino M.;Mukai K.;Myers I.;Nagataki S.;Nakai K.;Nakamura R.;Nakamura T.;Nakamura Y.;Nakazawa A.;Nonaka T.;Oda H.;Ogio S.;Ohnishi M.;Ohoka H.;Oku Y.;Okuda T.;Omura Y.;Ono M.;Onogi R.;Oshima A.;Ozawa S.;Park I. H.;Potts M.;Pshirkov M. S.;Remington J.;Rodriguez D. C.;Ryu D.;Sagawa H.;Sahara R.;Saito Y.;Sakaki N.;Sako T.;Sakurai N.;Sano K.;Sato K.;Seki T.;Sekino K.;Shah P. D.;Shibasaki Y.;Shibata F.;Shibata N.;Shibata T.;Shimodaira H.;Shin B. K.;Shin H. S.;Shinto D.;Smith J. D.;Sokolsky P.;Sone N.;Stokes B. T.;Stroman T. A.;Suzawa T.;Takagi Y.;Takahashi Y.;Takamura M.;Takeda M.;Takeishi R.;Taketa A.;Takita M.;Tameda Y.;Tanaka H.;Tanaka K.;Tanaka M.;Tanoue Y.;Thomas S. B.;Thomson G. B.;Tinyakov P.;Tkachev I.;Tokuno H.;Tomida T.;Troitsky S.;Tsuda R.;Tsunesada Y.;Uchihori Y.;Udo S.;Uehama T.;Urban F.;Wong T.;Yada K.;Yamamoto M.;Yamazaki K.;Yang J.;Yashiro K.;Yoshida F.;Yoshioka Y.;Zhezher Y.;Zundel Z.;Atlasov E. A.;Bolotnikov N. G.;Dyachkovskiy N. A.;Gerasimova N. S.;Glushkov A. V.;Ivanov A. A.;Ivanov O. N.;Kellarev I. A.;Knurenko S. P.;Krasilnikov A. D.;Ksenofontov I. V.;Ksenofontov L. T.;Lebedev K. G.;Matarkin S. V.;Mokhnachevskaya V. P.;Neustroev N. I.;Petrov I. S.;Proshutinsky A. S.;Sabourov A. V.;Sleptsov I. Ye.;Struchkov G. G.;Timofeev L. V.;Yakovlev B. B.
2022
Abstract
Over the last two decades, various experiments have measured muon densities in extensive air showers over several orders of magnitude in primary energy. While some experiments observed differences in the muon densities between simulated and experimentally measured air showers, others reported no discrepancies. We will present an update of the meta-analysis of muon measurements from nine air shower experiments, covering shower energies between a few PeV and tens of EeV and muon threshold energies from a few 100 MeV to about 10GeV. In order to compare measurements from different experiments, their energy scale was cross-calibrated and the experimental data has been compared using a universal reference scale based on air shower simulations. Above 10 PeV, we find a muon excess with respect to simulations for all hadronic interaction models, which is increasing with shower energy. For EPOS-LHC and QGSJet-II.04 the significance of the slope of the increase is analyzed in detail under different assumptions of the individual experimental uncertainties.
37th International cosmic ray conference, ICRC 2021
air showers; combined analysis; muon measurement
04 Pubblicazione in atti di convegno::04c Atto di convegno in rivista
Update on the combined analysis of muon measurements from nine air shower experiments / Soldin, D., Fomin, Yu.A., Kalmykov, N.N., Karpikov, I.S., Kulikov, G.V., Kuznetsov, M.Yu., Rubtsov, G.I., Sulakov, V.P., Troitsky, S.V., Abbasi, R., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J.A., Ahlers, M., Ahrens, M., Alispach, C., Alves, A.A., Amin, N.M., An, R., Andeen, K., et al.. - In: POS PROCEEDINGS OF SCIENCE. - ISSN 1824-8039. - 395:(2022), pp. 1-16. (37th International cosmic ray conference, ICRC 2021 Berlin, Germany ) [10.22323/1.395.0349].
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 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.
