Measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 1018 eV using the Pierre Auger Observatory

J. Abraham, P. Abreu, M. Aglietta, E. J. Ahn, D. Allard, J. Allen, J. Alvarez-Muñiz, M. Ambrosio, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antičić, A. Anzalone, C. Aramo, E. Arganda, K. Arisaka, F. Arqueros, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. AveG. Avila, T. Bäcker, D. Badagnani, M. Balzer, K. B. Barber, A. F. Barbosa, S. L.C. Barroso, B. Baughman, P. Bauleo, J. J. Beatty, B. R. Becker, K. H. Becker, A. Bellétoile, J. A. Bellido, S. BenZvi, C. Berat, T. Bergmann, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, O. Blanch-Bigas, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, P. Brogueira, W. C. Brown, R. Bruijn, P. Buchholz, A. Bueno, R. E. Burton, N. G. Busca, K. S. Caballero-Mora, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, O. Catalano, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, A. Chou, J. Chudoba, R. W. Clay, E. Colombo, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, H. Cook, M. J. Cooper, J. Coppens, A. Cordier, U. Cotti, S. Coutu, C. E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, S. Dagoret-Campagne, R. Dallier, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. de Almeida, M. De Domenico, C. De Donato, 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, G. Decerprit, L. del Peral, O. Deligny, A. Della Selva, C. Delle Fratte, H. Dembinski, C. Di Giulio, J. C. Diaz, M. L. Díaz Castro, P. N. Diep, C. Dobrigkeit, J. C. D'Olivo, P. N. Dong, A. Dorofeev, J. C. dos Anjos, M. T. Dova, D. D'Urso, I. Dutan, M. A. DuVernois, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. Ferrero, B. Fick, A. Filevich, A. Filipčič, I. Fleck, S. Fliescher, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, U. Fröhlich, W. Fulgione, R. F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, D. García Gámez, D. Garcia-Pinto, X. Garrido, G. Gelmini, H. Gemmeke, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giller, H. Glass, L. M. Goggin, M. S. Gold, G. Golup, F. Gomez Albarracin, M. Gómez Berisso, P. Gonçalves, D. Gonzalez, J. G. Gonzalez, D. Góra, A. Gorgi, P. Gouffon, S. R. Gozzini, E. Grashorn, S. Grebe, M. Grigat, A. F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, J. D. Hague, V. Halenka, P. Hansen, D. Harari, S. Harmsma, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A. E. Herve, C. Hojvat, V. C. Holmes, P. Homola, J. R. Hörandel, A. Horneffer, M. Hrabovský, T. Huege, M. Hussain, M. Iarlori, A. Insolia, F. Ionita, A. Italiano, S. Jiraskova, K. Kadija, M. Kaducak, K. H. Kampert, T. Karova, P. Kasper, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, J. Kelley, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Knapik, J. Knapp, D. H. Koang, A. Krieger, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, F. Kuehn, D. Kuempel, K. Kulbartz, N. Kunka, A. Kusenko, G. La Rosa, C. Lachaud, B. L. Lago, P. Lautridou, M. S.A.B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, J. Lee, M. A. Leigui de Oliveira, A. Lemiere, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, R. López, A. Lopez Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, M. C. Maccarone, C. Macolino, S. Maldera, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, V. Marin, I. C. Maris, H. R. Marquez Falcon, G. Marsella, D. Martello, O. Martínez Bravo, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurizio, P. O. Mazur, M. McEwen, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, C. Meurer, S. Mičanović, M. I. Micheletti, W. Miller, L. Miramonti, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, E. Moreno, J. C. Moreno, C. Morris, M. Mostafá, S. Mueller, M. A. Muller, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, P. T. Nhung, N. Nierstenhoefer, D. Nitz, D. Nosek, L. Nožka, M. Nyklicek, J. Oehlschläger, A. Olinto, P. Oliva, V. M. Olmos-Gilbaja, M. Ortiz, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, E. Parizot, S. Parlati, A. Parra, J. Parrisius, R. D. Parsons, S. Pastor, T. Paul, V. Pavlidou, K. Payet, M. Pech, J. Pȩkala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, P. Petrinca, A. Petrolini, Y. Petrov, J. Petrovic, C. Pfendner, R. Piegaia, T. Pierog, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, V. H. Ponce, M. Pontz, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, A. Redondo, B. Revenu, F. A.S. Rezende, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, C. Rivière, V. Rizi, C. Robledo, G. Rodriguez, J. Rodriguez Martino, J. Rodriguez Rojo, I. Rodriguez-Cabo, M. D. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-d'Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, F. Salamida, H. Salazar, G. Salina, F. Sánchez, M. Santander, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, S. Sarkar, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, F. Schmidt, T. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, J. Schovancova, P. Schovánek, F. Schroeder, S. Schulte, F. Schüssler, D. Schuster, S. J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, D. Semikoz, M. Settimo, R. C. Shellard, I. Sidelnik, B. B. Siffert, G. Sigl, A. Śmiałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, R. Squartini, J. Stasielak, M. Stephan, E. Strazzeri, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, T. Šuša, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Tamashiro, A. Tamburro, A. Tapia, T. Tarutina, O. Taşcǎu, R. Tcaciuc, D. Tcherniakhovski, D. Tegolo, N. T. Thao, D. Thomas, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, B. Tomé, A. Tonachini, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, A. M. van den Berg, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, T. Venters, V. Verzi, M. Videla, L. Villaseñor, S. Vorobiov, L. Voyvodic, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Warner, A. A. Watson, S. Westerhoff, B. J. Whelan, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, C. Williams, T. Winchen, M. G. Winnick, B. Wundheiler, T. Yamamoto, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, M. Ziolkowski

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

We report a measurement of the flux of cosmic rays with unprecedented precision and statistics using the Pierre Auger Observatory. Based on fluorescence observations in coincidence with at least one surface detector we derive a spectrum for energies above 1018 eV. We also update the previously published energy spectrum obtained with the surface detector array. The two spectra are combined addressing the systematic uncertainties and, in particular, the influence of the energy resolution on the spectral shape. The spectrum can be described by a broken power law E- γ with index γ = 3.3 below the ankle which is measured at log10 (Eankle / eV) = 18.6. Above the ankle the spectrum is described by a power law with index 2.6 followed by a flux suppression, above about log10 (E / eV) = 19.5, detected with high statistical significance.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)239-246
Number of pages8
JournalPhysics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
Volume685
Issue number4-5
DOIs
StatePublished - Mar 8 2010

    Fingerprint

Keywords

  • Cosmic rays
  • Energy spectrum
  • Pierre Auger Observatory

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics

Cite this

Abraham, J., Abreu, P., Aglietta, M., Ahn, E. J., Allard, D., Allen, J., Alvarez-Muñiz, J., Ambrosio, M., Anchordoqui, L., Andringa, S., Antičić, T., Anzalone, A., Aramo, C., Arganda, E., Arisaka, K., Arqueros, F., Asorey, H., Assis, P., Aublin, J., ... Ziolkowski, M. (2010). Measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 1018 eV using the Pierre Auger Observatory. Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics, 685(4-5), 239-246. https://doi.org/10.1016/j.physletb.2010.02.013