Upper limit on the cosmic-ray photon fraction at EeV energies from the Pierre Auger Observatory

J. Abraham, P. Abreu, M. Aglietta, C. Aguirre, E. J. Ahn, D. Allard, I. Allekotte, J. Allen, P. Allison, J. Alvarez-Muñiz, M. Ambrosio, L. Anchordoqui, S. Andringa, A. Anzalone, C. Aramo, S. Argiró, K. Arisaka, F. Arneodo, F. Arqueros, T. AschH. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, G. Avila, T. Bäcker, D. Badagnani, K. B. Barber, A. F. Barbosa, S. L.C. Barroso, B. Baughman, P. Bauleo, J. J. Beatty, T. Beau, B. R. Becker, K. H. Becker, A. Bellétoile, J. A. Bellido, S. BenZvi, C. Berat, P. Bernardini, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, O. Blanch-Bigas, F. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, C. Bonifazi, R. Bonino, 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, W. Carvalho, A. Castellina, O. Catalano, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, A. Chou, J. Chudoba, J. Chye, R. W. Clay, E. Colombo, R. Conceição, B. Connolly, F. Contreras, J. Coppens, A. Cordier, U. Cotti, S. Coutu, C. E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, S. Dagoret-Campagne, 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, J. R.T. de Mello Neto, I. De Mitri, V. de Souza, G. Decerprit, L. del Peral, O. Deligny, A. Della Selva, C. Delle Fratte, H. Dembinski, C. Di Giulio, J. C. Diaz, P. N. Diep, C. Dobrigkeit, J. C. D'Olivo, P. N. Dong, D. Dornic, A. Dorofeev, J. C. dos Anjos, M. T. Dova, D. D'Urso, I. Dutan, M. A. DuVernois, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, F. Ferrer, A. Ferrero, B. Fick, A. Filevich, A. Filipčič, I. Fleck, S. Fliescher, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, 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, M. Gonçalves do Amaral, D. Gonzalez, J. G. Gonzalez, D. Góra, A. Gorgi, P. Gouffon, S. Grebe, M. Grigat, A. F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, J. Gutiérrez, J. D. Hague, V. Halenka, P. Hansen, D. Harari, S. Harmsma, J. L. Harton, A. Haungs, M. D. Healy, T. Hebbeker, G. Hebrero, D. Heck, 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, M. Kaducak, K. H. Kampert, T. Karova, P. Kasper, B. Kégl, B. Keilhauer, 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, D. Kuempel, N. Kunka, A. Kusenko, G. La Rosa, C. Lachaud, B. L. Lago, M. S.A.B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, J. Lee, M. A. Leigui de Oliveira, A. Lemiere, A. Letessier-Selvon, M. Leuthold, I. Lhenry-Yvon, R. López, A. Lopez Agüera, J. Lozano Bahilo, A. Lucero, R. Luna García, M. C. Maccarone, C. Macolino, S. Maldera, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, I. C. Maris, H. R. Marquez Falcon, D. Martello, J. Martínez, O. Martínez Bravo, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurizio, P. O. Mazur, M. McEwen, R. R. McNeil, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, R. Meyhandan, M. I. Micheletti, G. Miele, W. Miller, L. Miramonti, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, J. C. Moreno, C. Morris, M. Mostafá, S. Mueller, M. A. Mueller, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, C. Newman-Holmes, D. Newton, P. T. Nhung, N. Nierstenhoefer, D. Nitz, D. Nosek, L. Nožka, J. Oehlschläger, A. Olinto, V. M. Olmos-Gilbaja, M. Ortiz, F. Ortolani, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, G. Parente, E. Parizot, S. Parlati, S. Pastor, M. Patel, 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, A. Pichel, R. Piegaia, T. Pierog, M. Pimenta, T. Pinto, V. Pirronello, O. Pisanti, M. Platino, J. Pochon, V. H. Ponce, M. Pontz, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, J. Rautenberg, D. Ravignani, A. Redondo, S. Reucroft, B. Revenu, F. A.S. Rezende, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, 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, 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. 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, N. Smetniansky De Grande, A. Smiałkowski, R. Šmída, B. E. Smith, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, R. Squartini, E. Strazzeri, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Tamashiro, A. Tamburro, T. Tarutina, O. Taşcǎu, R. Tcaciuc, D. Tcherniakhovski, N. T. Thao, D. Thomas, R. Ticona, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, B. Tomé, A. Tonachini, I. Torres, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, V. Tuci, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, A. M. van den Berg, R. A. Vázquez, D. Veberič, A. Velarde, 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. Wileman, M. G. Winnick, H. Wu, B. Wundheiler, P. Younk, G. Yuan, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, M. Ziolkowski

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

From direct observations of the longitudinal development of ultra-high energy air showers performed with the Pierre Auger Observatory, upper limits of 3.8%, 2.4%, 3.5% and 11.7% (at 95% c.l.) are obtained on the fraction of cosmic-ray photons above 2, 3, 5 and 10 EeV (1 EeV ≡ 1018 eV), respectively. These are the first experimental limits on ultra-high energy photons at energies below 10 EeV. The results complement previous constraints on top-down models from array data and they reduce systematic uncertainties in the interpretation of shower data in terms of primary flux, nuclear composition and proton-air cross-section.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)399-406
Number of pages8
JournalAstroparticle Physics
Volume31
Issue number6
DOIs
StatePublished - Jul 2009

ASJC Scopus subject areas

  • Astronomy and Astrophysics

Fingerprint Dive into the research topics of 'Upper limit on the cosmic-ray photon fraction at EeV energies from the Pierre Auger Observatory'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Abraham, J., Abreu, P., Aglietta, M., Aguirre, C., Ahn, E. J., Allard, D., Allekotte, I., Allen, J., Allison, P., Alvarez-Muñiz, J., Ambrosio, M., Anchordoqui, L., Andringa, S., Anzalone, A., Aramo, C., Argiró, S., Arisaka, K., Arneodo, F., Arqueros, F., ... Ziolkowski, M. (2009). Upper limit on the cosmic-ray photon fraction at EeV energies from the Pierre Auger Observatory. Astroparticle Physics, 31(6), 399-406. https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2009.04.003