Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2016

Testing Hadronic Interactions at Ultrahigh Energies with Air Showers Measured by the Pierre Auger Observatory

A. Aab , P. Abreu , M. Aglietta , E. J. Ahn , Imen Al Samarai (1) , I. F. M. Albuquerque , I. Allekotte , J. Allen , P. Allison , A. Almela , J. Alvarez Castillo , J. Alvarez-Muñiz , M. Ambrosio , G. A. Anastasi , L. Anchordoqui , B. Andrada , S. Andringa , C. Aramo , F. Arqueros , N. Arsene , H. Asorey , P. Assis , J. Aublin (1) , G. Avila , A. M. Badescu , C. Baus , J. J. Beatty , K. H. Becker , J. A. Bellido , C. Berat (2) , M. E. Bertaina , X. Bertou , P. L. Biermann , P. Billoir (1) , J. Biteau (3) , S. G. Blaess , A. Blanco , J. Blazek , C. Bleve , H. Blümer , M. Boháčová , D. Boncioli , C. Bonifazi , N. Borodai , A. M. Botti , J. Brack , I. Brancus , T. Bretz , A. Bridgeman , F. L. Briechle , P. Buchholz , A. Bueno , S. Buitink , M. Buscemi , K. S. Caballero-Mora , B. Caccianiga , L. Caccianiga (1) , A. Cancio , F. Canfora , L. Caramete , R. Caruso , A. Castellina , G. Cataldi , L. Cazon , R. Cester , A. G. Chavez , A. Chiavassa , J. A. Chinellato , J. Chudoba , R. W. Clay , R. Colalillo , A. Coleman , L. Collica , M. R. Coluccia , R. Conceição , F. Contreras , M. J. Cooper , S. Coutu , C. E. Covault , J. Cronin , Richard Dallier (4, 5) , S. d'Amico , B. Daniel , S. Dasso , K. Daumiller , B. R. Dawson , R. M. de Almeida , S. J. de Jong , G. de Mauro , J. R. T. de Mello Neto , I. de Mitri , J. de Oliveira , V. de Souza , J. Debatin , L. del Peral , O. Deligny (3) , N. Dhital , C. Di Giulio , A. Di Matteo , M. L. Díaz Castro , F. Diogo , C. Dobrigkeit , J. C. d'Olivo , A. Dorofeev , R. C. Dos Anjos , M. T. Dova , A. Dundovic , J. Ebr , R. Engel , M. Erdmann , M. Erfani , C. O. Escobar , J. Espadanal , A. Etchegoyen , H. Falcke , K. Fang , G. Farrar , A. C. Fauth , N. Fazzini , A. P. Ferguson , B. Fick , J. M. Figueira , A. Filevich , A. Filipčič , O. Fratu , M. M. Freire , T. Fujii , A. Fuster , F. Gallo , B. García , D. Garcia-Pinto , F. Gate (5) , H. Gemmeke , A. Gherghel-Lascu , P. L. Ghia (1) , U. Giaccari , M. Giammarchi , M. Giller , D. Głas , C. Glaser , H. Glass , G. Golup , M. Gómez Berisso , P. F. Gómez Vitale , N. González , B. Gookin , J. Gordon , A. Gorgi , P. Gorham , P. Gouffon , N. Griffith , A. F. Grillo , T. D. Grubb , F. Guarino , G. P. Guedes , M. R. Hampel , P. Hansen , D. Harari , T. A. Harrison , J. L. Harton , Q. Hasankiadeh , A. Haungs , T. Hebbeker , D. Heck , P. Heimann , A. E. Herve , G. C. Hill , C. Hojvat , N. Hollon , E. Holt , P. Homola , J. R. Hörandel , P. Horvath , M. Hrabovský , T. Huege , J. Hulsman , A. Insolia , P. G. Isar , I. Jandt , S. Jansen , C. Jarne , J. A. Johnsen , M. Josebachuili , A. Kääpä , O. Kambeitz , K. H. Kampert , P. Kasper , I. Katkov , B. Keilhauer , E. Kemp , R. M. Kieckhafer , H. O. Klages , M. Kleifges , J. Kleinfeller , R. Krause , N. Krohm , D. Kuempel , G. Kukec Mezek , N. Kunka , A. Kuotb Awad , D. Lahurd , L. Latronico , M. Lauscher , Pascal Lautridou (5) , P. Lebrun , R. Legumina , M. A. Leigui de Oliveira , A. Letessier-Selvon (1) , I. Lhenry-Yvon (3) , K. Link , L. Lopes , R. López , A. López Casado , A. Lucero , M. Malacari , M. Mallamaci , D. Mandat , P. Mantsch , A. G. Mariazzi , V. Marin (5) , I. C. Mariş , G. Marsella , D. Martello , H. Martinez , O. Martínez Bravo , J. J. Masías Meza , H. J. Mathes , S. Mathys , J. Matthews , J. A. J. Matthews , G. Matthiae , D. Maurizio , E. Mayotte , P. O. Mazur , C. Medina , G. Medina-Tanco , V. B. B. Mello , D. Melo , A. Menshikov , S. Messina , M. I. Micheletti , L. Middendorf , I. A. Minaya , L. Miramonti , B. Mitrica , D. Mockler , L. Molina-Bueno , S. Mollerach , F. Montanet (2) , C. Morello , M. Mostafá , C. A. Moura , G. Müller , M. A. Muller , S. Müller , I. Naranjo , S. Navas , P. Necesal , L. Nellen , A. Nelles , J. Neuser , P. H. Nguyen , M. Niculescu-Oglinzanu , M. Niechciol , L. Niemietz , T. Niggemann , D. Nitz , D. Nosek , V. Novotny , H. Nožka , L. A. Núñez , L. Ochilo , F. Oikonomou , A. Olinto , D. Pakk Selmi-Dei , M. Palatka , J. Pallotta , P. Papenbreer , G. Parente , A. Parra , T. Paul , M. Pech , F. Pedreira , J. Pękala , R. Pelayo , J. Peña-Rodriguez , I. M. Pepe , L. A. S. Pereira , L. Perrone , E. Petermann , C. Peters , S. Petrera , J. Phuntsok , R. Piegaia , T. Pierog , P. Pieroni , M. Pimenta , V. Pirronello , M. Platino , M. Plum , C. Porowski , R. R. Prado , P. Privitera , M. Prouza , E. J. Quel , S. Querchfeld , S. Quinn , J. Rautenberg , O. Ravel (5) , D. Ravignani , Benoît Revenu (5) , J. Ridky , M. Risse , P. Ristori , V. Rizi , W. Rodrigues de Carvalho , J. Rodriguez Rojo , M. D. Rodríguez-Frías , D. Rogozin , J. Rosado , M. Roth , E. Roulet , A. C. Rovero , S. J. Saffi , A. Saftoiu , H. Salazar , A. Saleh , F. Salesa Greus , G. Salina , J. D. Sanabria Gomez , F. Sánchez , P. Sanchez-Lucas , E. M. Santos , E. Santos , F. Sarazin , B. Sarkar , R. Sarmento , C. Sarmiento-Cano , R. Sato , C. Scarso , M. Schauer , V. Scherini , H. Schieler , D. Schmidt , O. Scholten , H. Schoorlemmer , P. Schovánek , F. G. Schröder , A. Schulz , J. Schulz , J. Schumacher , S. J. Sciutto , A. Segreto , M. Settimo (1) , A. Shadkam , R. C. Shellard , G. Sigl , O. Sima , A. Śmiałkowski , R. Šmída , G. R. Snow , P. Sommers , S. Sonntag , J. Sorokin , R. Squartini , D. Stanca , S. Stanič , J. Stapleton , J. Stasielak , F. Strafella , A. Stutz (2) , F. Suarez , M. Suarez Durán , T. Sudholz , T. Suomijärvi (3) , A. D. Supanitsky , M. S. Sutherland , J. Swain , Z. Szadkowski , O. A. Taborda , A. Tapia , A. Tepe , V. M. Theodoro , C. Timmermans , C. J. Todero Peixoto , L. Tomankova , B. Tomé , A. Tonachini , G. Torralba Elipe , D. Torres Machado , P. Travnicek , M. Trini , R. Ulrich , M. Unger , M. Urban , A. Valbuena-Delgado , J. F. Valdés Galicia , I. Valiño , L. Valore , G. van Aar , P. van Bodegom , A. M. van Den Berg , A. van Vliet , E. Varela , B. Vargas Cárdenas , G. Varner , J. R. Vázquez , R. A. Vázquez , D. Veberič , V. Verzi , J. Vicha , M. Videla , L. Villaseñor , S. Vorobiov , H. Wahlberg , O. Wainberg , D. Walz , A. A. Watson , M. Weber , A. Weindl , L. Wiencke , H. Wilczyński , T. Winchen , D. Wittkowski , B. Wundheiler , S. Wykes , L. Yang , T. Yapici , D. Yelos , E. Zas , D. Zavrtanik , M. Zavrtanik , A. Zepeda , B. Zimmermann , M. Ziolkowski , Z. Zong (3) , F. Zuccarello
A. Aab
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P. Abreu
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M. Aglietta
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E. J. Ahn
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I. Allekotte
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P. Travnicek
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P. van Bodegom
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L. Yang
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D. Yelos
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E. Zas
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M. Zavrtanik
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A. Zepeda
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B. Zimmermann
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F. Zuccarello
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Résumé

Ultrahigh energy cosmic ray air showers probe particle physics at energies beyond the reach of accelerators. Here we introduce a new method to test hadronic interaction models without relying on the absolute energy calibration, and apply it to events with primary energy 6-16 EeV (E_CM = 110-170 TeV), whose longitudinal development and lateral distribution were simultaneously measured by the Pierre Auger Observatory. The average hadronic shower is 1.33 +- 0.16 (1.61 +- 0.21) times larger than predicted using the leading LHC-tuned models EPOS-LHC (QGSJetII-04), with a corresponding excess of muons.

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in2p3-01390517 , version 1 (06-08-2020)

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A. Aab, P. Abreu, M. Aglietta, E. J. Ahn, Imen Al Samarai, et al.. Testing Hadronic Interactions at Ultrahigh Energies with Air Showers Measured by the Pierre Auger Observatory. Physical Review Letters, 2016, 117, pp.192001. ⟨10.1103/PhysRevLett.117.192001⟩. ⟨in2p3-01390517⟩
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