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

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

doi:10.1016/j.astropartphys.2006.10.004

An upper limit of 16% (at 95% c.l.) is derived for the photon fraction in cosmic rays with energies above 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 favoured.

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. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

An upper limit to the photon fraction in cosmic rays above 1019 eV from the Pierre Auger Observatory / Abraham, J.; Aglietta, M.; Aguirre, C.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allison, P.; Alvarez, C.; Alvarez Muñiz, J.; Ambrosio, M.; Anchordoqui, L.; Anjos, J. C.; Aramo, C.; Arisaka, K.; Armengaud, E.; Arneodo, F.; Arqueros, F.; Asch, T.; Asorey, H.; Atulugama, B. S.; Aublin, J.; Ave, M.; Avila, G.; Bacelar, J.; Bäcker, T.; Badagnani, D.; Barbosa, A. F.; Barbosa, H. M. J.; Barkhausen, M.; Barnhill, D.; Barroso, S. L. C.; Bauleo, P.; Beatty, J.; Beau, T.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bergmann, T.; Bernardini, P.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanch Bigas, O.; Blanco, F.; Blasi, P.; Bleve, C.; Blümer, H.; Boghrat, P.; Boháčová, M.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Boratav, M.; Brack, J.; Brunet, J. M.; Buchholz, P.; Busca, N. G.; Caballero Mora, K. S.; Cai, B.; Camin, D. V.; Capdevielle, J. N.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazón, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chye, J.; Claes, D.; Clark, P. D. J.; Clay, R. W.; Clay, S. B.; Connolly, B.; Cordier, A.; Cotti, U.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Cronin, J.; Dagoret Campagne, S.; Dang Quang, T.; Darriulat, P.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; de Carvalho, L. A.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; W. J. M., de Mello J. r.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Oliveira, M. A. L.; de Souza, V.; del Peral, L.; Deligny, O.; Della Selva, A.; Delle Fratte, C.; Dembinski, H.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Dornic, D.; Dorofeev, A.; Dova, M. T.; D'Urso, Domenico; Duvernois, M. A.; Engel, R.; Epele, L.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Ewers, A.; Facal San Luis, P.; Falcke, H.; Fauth, A. C.; Fazio, D.; Fazzini, N.; Fernández, A.; Ferrer, F.; Ferry, S.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipčič, A.; Fleck, I.; Fokitis, E.; Fonte, R.; Fuhrmann, D.; Fulgione, W.; García, B.; Garcia Pinto, D.; Garrard, L.; Garrido, X.; Geenen, H.; Gelmini, G.; Gemmeke, H.; Geranios, A.; Ghia, P. L.; Giller, M.; Gitto, J.; Glass, H.; Gobbi, F.; Gold, M. S.; Gomez Albarracin, F.; Gómez Berisso, M.; Gómez Herrero, R.; Gonçalves do Amaral, M.; Gongora, J. P.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; González, M.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Grassi, V.; Grillo, A.; Grunfeld, C.; Grupen, C.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Gutiérrez, J.; Hague, J. D.; Hamilton, J. C.; Harakeh, M. N.; Harari, D.; Harmsma, S.; Hartmann, S.; Harton, J. L.; Healy, M. D.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hojvat, C.; Homola, P.; Hörandel, J.; Horneffer, A.; Horvat, M.; Hrabovský, M.; Iarlori, M.; Insolia, A.; Kaducak, M.; Kalashev, O.; Kampert, K. H.; Keilhauer, B.; Kemp, E.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapik, R.; Knapp, J.; Koang, D. H.; Kolotaev, Y.; Kopmann, A.; Krömer, O.; Kuhlman, S.; Kuijpers, J.; Kunka, N.; Kusenko, A.; Lachaud, C.; Lago, B. L.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Lee, J.; Letessier Selvon, A.; Leuthold, M.; Lhenry Yvon, I.; Longo, G.; López, R.; Lopez Agüera, A.; Lucero, A.; Maldera, S.; Malek, M.; Maltezos, S.; Mancarella, G.; Manceñido, M. E.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Maris, I. C.; Martello, D.; Martinez, N.; Martínez, J.; Martínez, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurin, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Mccauley, T.; Mcewen, M.; Mcneil, R. R.; Medina, G.; Medina, M. C.; Medina Tanco, G.; Meli, A.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menshikov, A.; Meurer, C. h. r.; Meyhandan, R.; Micheletti, M. I.; Miele, G.; Miller, W.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Monnier Ragaigne, D.; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, E.; Morris, C.; Mostafá, M.; Muller, M. A.; Mussa, R.; Navarra, G.; Nellen, L.; Newman Holmes, C.; Newton, D.; Nguyen Thi, T.; Nichol, R.; Nierstenhöfer, N.; Nitz, D.; Nogima, H.; Nosek, D.; Nožka, L.; Oehlschläger, J.; Ohnuki, T.; Olinto, A.; Oliveira, L. F. A.; Olmos Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Ostapchenko, S.; Otero, L.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Parente, G.; Parizot, E.; Parlati, S.; Patel, M.; Paul, T.; Payet, K.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrov, Y.; Pham Ngoc, D.; Pham Thi, T. N.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pisanti, O.; Porter, T. A.; Pouryamout, J.; L., Prado J. r.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Rautenberg, J.; Reis, H. C.; Reucroft, S.; Revenu, B.; Řídký, J.; Risi, A.; Risse, M; Rivière, C.; Rizi, V.; Robbins, S.; Roberts, M.; Robledo, C.; Rodriguez, G.; Rodríguez Frías, D.; Rodriguez Martino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Ros, G.; Rosado, J.; Roth, M.; Roucelle, C.; Rouillé d'Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sánchez, F.; Santander, M.; Santos, E. M.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scherini, V.; Schmidt, T.; Scholten, O.; Schovánek, P.; Schüssler, F.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Semikoz, D.; Sequeiros, G.; Shellard, R. C.; Siffert, B. B.; Sigl, G.; Skelton, P.; Slater, W.; Smetniansky De Grande, N.; Smiałkowski, A.; Šmída, R.; Smith, B. E.; Snow, G. R.; Sokolsky, P.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Tamashiro, A.; Tamburro, A.; Tascau, O.; Ticona, R.; Timmermans, C.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tonachini, A.; Torresi, D.; Travnicek, P.; Tripathi, A.; Tristram, G.; Tscherniakhovski, D.; Tueros, M.; Tunnicliffe, V.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdés Galicia, J. F.; Valiño, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; van Elewyck, V.; Vazquez, R. A.; Veberič, D.; Veiga, A.; Velarde, A.; Venters, T.; Verzi, V.; Videla, M.; Villaseñor, L.; Vo Van, T.; Vorobiov, S.; Voyvodic, L.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Waldenmaier, T.; Walker, P.; Warner, D.; Watson, A. A.; Westerhoff, S.; Wiebusch, C.; Wieczorek, G.; Wiencke, L.; Wilczyńska, B.; Wilczyński, H.; Wileman, C.; Winnick, M. G.; Xu, J.; Yamamoto, T.; Younk, P.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zech, A.; Zepeda, A.; Zha, M.; Ziolkowski, M.. - In: ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 0927-6505. - 27:2-3(2007), pp. 155-168. [10.1016/j.astropartphys.2006.10.004]