The effect of the geomagnetic field on cosmic ray energy estimates and large scale anisotropy searches on data from the Pierre Auger Observatory

Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E. J.; Albuquerque, L. F. M.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Alvarez Castio, J.; Alvarez-Muniz, J.; Ambrosio, M.; Amianei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Anticic, T.; Anzalone, A.; Aramo, C.; Arganda, E.; Arqueros, F.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Baecker, T.; Balzer, M.; Barber, K. B.; Barbosa, A. F.; Bardenet, R.; Barroso, S. L. C.; Baughman, B.; Baeuml, J.; Beatty, J. J.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Belletoile, A.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanco, F.; Blanco, M.; Bleve, C.; Bluemer, H.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Borodai, N.; Brack, J.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Bruijn, R.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Burton, R. E.; Caballero-Mora, K. S.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalano, O.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Cheng, S. H.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chudoba, J.; Clay, R. W.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Contreras, F.; Cook, H.; Cooper, M. J.; Coppens, J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Creusot, A.; Criss, A.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dagoret-Campagne, S.; Dallier, R.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; De Domenico, Ni.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; De La Vega, G.; de Mello Junior, W. J. M.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Souza, V.; de Vries, K. D.; Decerprit, G.; del Peral, L.; del Rio, M.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Diaz Castro, M. L.; Diep, P. N.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J. C.; Dong, P. N.; Dorofeev, A.; dos Anjos, J. C.; Dova, M. T.; D'Urso, D.; Dutan, I.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Luis, P. Facal San; Tapia, I. Fajardo; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferguson, A. P.; Ferrero, A.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fliescher, S.; Fracchiolla, C. E.; Fraenkel, E. D.; Froehlich, U.; Fuchs, B.; Gaior, R.; Gamarra, R. F.; Gambetta, S.; Garcia, B.; Garcia Gamez, D.; Garcia-Pinto, D.; Gascon, A.; Gemmeke, H.; Gesterling, K.; Ghia, P. L.; de Faire, Ulf; Giller, M.; Glass, H.; Gold, M. S.; Golup, G.; Gomez Albarracin, F.; Gomez Berisso, M.; Goncalves, P.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gookin, B.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Gozzini, S. R.; Grashorn, E.; Grebe, S.; Griffith, N.; Grigat, M.; Grillo, A. F.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guzman, A.; Hague, J. D.; Hansen, P.; Harari, D.; Harmsma, S.; Harrison, T. A.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Herve, A. E.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holmes, V. C.; Homola, P.; Hoerandel, J. R.; Horneffer, A.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Ionita, F.; Italiano, A.; Jarne, C.; Jiraskova, S.; Josebachuili, M.; Kadija, K.; Kampert, K. H.; Karhan, P.; Kasper, P.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kemp, F.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, J.; Koang, D-H; Kotera, K.; Krohm, N.; Kroemer, O.; Kruppke-Hansen, D.; Kuehn, F.; Kuempel, D.; Kulbartz, J. K.; Kunka, N.; La Rosa, G.; Lachaud, C.; Lautridou, P.; Leao, M. S. A. B.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lemiere, A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lopez, R.; Lopez Agueera, A.; Louedec, K.; Lozano Bahilo, J.; Lu, L.; Lucero, A.; Ludwig, M.; Lyberis, H.; Maccarone, M. C.; Macolino, C.; Maldera, S.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Marin, J.; Marin, V.; Maris, I. C.; Marquez Falcon, H. R.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martinez Bravo, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melissas, M.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menshikov, A.; Mertsch, P.; Meurer, C.; Micanovic, S.; Micheletti, M. I.; Miller, W.; Miramonti, L.; Molina-Bueno, L.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Ragaigne, D. Monnier; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, E.; Moreno, J. C.; Morris, C.; Mostafa, M.; Moura, C. A.; Mueller, S.; Muller, M. A.; Mueller, G.; Muenchmeyer, M.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J. L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; Nhung, P. T.; Niemietz, L.; Nierstenhoefer, N.; Nitz, D.; Nosek, D.; Nozka, L.; Nyklicek, M.; Oehlschlaeger, J.; Olinto, A.; Oliva, P.; Olmos-Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Pacheco, N.; Selmi-Dei, D. Pakk; Palatka, M.; Pallotta, J.; Palmieri, N.; Parente, G.; Parizot, E.; Parra, A.; Parsons, R. D.; Pastor, S.; Paul, T.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Pesce, R.; Petermann, E.; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrolini, A.; Petrov, Y.; Petrovic, J.; Pfendner, C.; Phan, N.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Ponce, V. H.; Pontz, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, R.; Rivera, H.; Rizi, V.; Roberts, J.; Robledo, C.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez, G.; Rodriguez Martino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Rodriguez-Cabo, I.; Rodriguez-Frias, M. D.; Ros, G.; Rosado, J.; Rossler, T.; Roth, M.; Rouille-d'Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehle, C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sanchez, F.; Santo, C. E.; Santos, E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scharf, N.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, A.; Schmidt, F.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovancova, J.; Schovanek, P.; Schroeder, F.; Schulte, S.; Schuster, D.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Silva Lopez, H. H.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Squartini, R.; Stanic, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijaervi, T.; Supanitsky, A. D.; Susa, T.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Szuba, M.; Tamashiro, A.; Tapia, A.; Tartare, M.; Tascau, O.; Tavera Ruiz, C. G.; Teaciuc, R.; Tegolo, D.; Thao, N. T.; Thomas, D.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Tiwari, D. K.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Tonachini, A.; Travnicek, P.; Tridapalli, D. B.; Tristram, G.; Trovato, E.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valino, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; Varela, E.; Vargas Cardenas, B.; Vazquez, I. R.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villasenor, L.; Wahlberg, H.; Wahrlich, P.; Wainberg, O.; Walz, D.; Warner, D.; Waton, A. A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Wieczorek, G.; Wieneke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Will, M.; Williams, C.; Winchen, T.; Winnick, M. G.; Wommer, M.; Wundheiler, B.; Yamamoto, T.; Yapici, T.; Younk, P.; Yuan, G.; Yushkov, A.; Zamorano, B.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zaw, I.; Zepeda, A.; Zimbres Silva, N.; Ziolkowski, N.

doi:10.1088/1475-7516/2011/11/022

We present a comprehensive study of the influence of the geomagnetic field on the energy estimation of extensive air showers with a zenith angle smaller than 60°, detected at the Pierre Auger Observatory. The geomagnetic field induces an azimuthal modulation of the estimated energy of cosmic rays up to the ~ 2% level at large zenith angles. We present a method to account for this modulation of the reconstructed energy. We analyse the effect of the modulation on large scale anisotropy searches in the arrival direction distributions of cosmic rays. At a given energy, the geomagnetic effect is shown to induce a pseudo-dipolar pattern at the percent level in the declination distribution that needs to be accounted for.

The effect of the geomagnetic field on cosmic ray energy estimates and large scale anisotropy searches on data from the Pierre Auger Observatory / Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E. J.; Albuquerque, L. F. M.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Alvarez Castio, J.; Alvarez-Muniz, J.; Ambrosio, M.; Amianei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Anticic, T.; Anzalone, A.; Aramo, C.; Arganda, E.; Arqueros, F.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Baecker, T.; Balzer, M.; Barber, K. B.; Barbosa, A. F.; Bardenet, R.; Barroso, S. L. C.; Baughman, B.; Baeuml, J.; Beatty, J. J.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Belletoile, A.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanco, F.; Blanco, M.; Bleve, C.; Bluemer, H.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Borodai, N.; Brack, J.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Bruijn, R.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Burton, R. E.; Caballero-Mora, K. S.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalano, O.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Cheng, S. H.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chudoba, J.; Clay, R. W.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Contreras, F.; Cook, H.; Cooper, M. J.; Coppens, J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Creusot, A.; Criss, A.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dagoret-Campagne, S.; Dallier, R.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; De Domenico, Ni.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; De La Vega, G.; de Mello Junior, W. J. M.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Souza, V.; de Vries, K. D.; Decerprit, G.; del Peral, L.; del Rio, M.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Diaz Castro, M. L.; Diep, P. N.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J. C.; Dong, P. N.; Dorofeev, A.; dos Anjos, J. C.; Dova, M. T.; D'Urso, D.; Dutan, I.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Luis, P. Facal San; Tapia, I. Fajardo; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferguson, A. P.; Ferrero, A.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fliescher, S.; Fracchiolla, C. E.; Fraenkel, E. D.; Froehlich, U.; Fuchs, B.; Gaior, R.; Gamarra, R. F.; Gambetta, S.; Garcia, B.; Garcia Gamez, D.; Garcia-Pinto, D.; Gascon, A.; Gemmeke, H.; Gesterling, K.; Ghia, P. L.; de Faire, Ulf; Giller, M.; Glass, H.; Gold, M. S.; Golup, G.; Gomez Albarracin, F.; Gomez Berisso, M.; Goncalves, P.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gookin, B.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Gozzini, S. R.; Grashorn, E.; Grebe, S.; Griffith, N.; Grigat, M.; Grillo, A. F.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guzman, A.; Hague, J. D.; Hansen, P.; Harari, D.; Harmsma, S.; Harrison, T. A.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Herve, A. E.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holmes, V. C.; Homola, P.; Hoerandel, J. R.; Horneffer, A.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Ionita, F.; Italiano, A.; Jarne, C.; Jiraskova, S.; Josebachuili, M.; Kadija, K.; Kampert, K. H.; Karhan, P.; Kasper, P.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kemp, F.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, J.; Koang, D-H; Kotera, K.; Krohm, N.; Kroemer, O.; Kruppke-Hansen, D.; Kuehn, F.; Kuempel, D.; Kulbartz, J. K.; Kunka, N.; La Rosa, G.; Lachaud, C.; Lautridou, P.; Leao, M. S. A. B.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lemiere, A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lopez, R.; Lopez Agueera, A.; Louedec, K.; Lozano Bahilo, J.; Lu, L.; Lucero, A.; Ludwig, M.; Lyberis, H.; Maccarone, M. C.; Macolino, C.; Maldera, S.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Marin, J.; Marin, V.; Maris, I. C.; Marquez Falcon, H. R.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martinez Bravo, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melissas, M.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menshikov, A.; Mertsch, P.; Meurer, C.; Micanovic, S.; Micheletti, M. I.; Miller, W.; Miramonti, L.; Molina-Bueno, L.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Ragaigne, D. Monnier; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, E.; Moreno, J. C.; Morris, C.; Mostafa, M.; Moura, C. A.; Mueller, S.; Muller, M. A.; Mueller, G.; Muenchmeyer, M.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J. L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; Nhung, P. T.; Niemietz, L.; Nierstenhoefer, N.; Nitz, D.; Nosek, D.; Nozka, L.; Nyklicek, M.; Oehlschlaeger, J.; Olinto, A.; Oliva, P.; Olmos-Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Pacheco, N.; Selmi-Dei, D. Pakk; Palatka, M.; Pallotta, J.; Palmieri, N.; Parente, G.; Parizot, E.; Parra, A.; Parsons, R. D.; Pastor, S.; Paul, T.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Pesce, R.; Petermann, E.; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrolini, A.; Petrov, Y.; Petrovic, J.; Pfendner, C.; Phan, N.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Ponce, V. H.; Pontz, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, R.; Rivera, H.; Rizi, V.; Roberts, J.; Robledo, C.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez, G.; Rodriguez Martino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Rodriguez-Cabo, I.; Rodriguez-Frias, M. D.; Ros, G.; Rosado, J.; Rossler, T.; Roth, M.; Rouille-d'Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehle, C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sanchez, F.; Santo, C. E.; Santos, E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scharf, N.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, A.; Schmidt, F.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovancova, J.; Schovanek, P.; Schroeder, F.; Schulte, S.; Schuster, D.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Silva Lopez, H. H.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Squartini, R.; Stanic, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijaervi, T.; Supanitsky, A. D.; Susa, T.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Szuba, M.; Tamashiro, A.; Tapia, A.; Tartare, M.; Tascau, O.; Tavera Ruiz, C. G.; Teaciuc, R.; Tegolo, D.; Thao, N. T.; Thomas, D.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Tiwari, D. K.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Tonachini, A.; Travnicek, P.; Tridapalli, D. B.; Tristram, G.; Trovato, E.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valino, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; Varela, E.; Vargas Cardenas, B.; Vazquez, I. R.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villasenor, L.; Wahlberg, H.; Wahrlich, P.; Wainberg, O.; Walz, D.; Warner, D.; Waton, A. A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Wieczorek, G.; Wieneke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Will, M.; Williams, C.; Winchen, T.; Winnick, M. G.; Wommer, M.; Wundheiler, B.; Yamamoto, T.; Yapici, T.; Younk, P.; Yuan, G.; Yushkov, A.; Zamorano, B.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zaw, I.; Zepeda, A.; Zimbres Silva, N.; Ziolkowski, N.. - In: JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 1475-7516. - 1111:(2011), pp. 225-265. [10.1088/1475-7516/2011/11/022]