The energy spectrum of cosmic rays beyond the turn-down around $10^{17}$ eV as measured with the surface detector of the Pierre Auger Observatory
Year: 2021
Type: article
Abstract: We present a measurement of the cosmic-ray spectrum above 100 PeV using the part of the surface detector of the Pierre Auger Observatory that has a spacing of 750 m. An inflection of the spectrum is observed, confirming the presence of the so-called second-knee feature. The spectrum is then combined with that of the 1500 m array to produce a single measurement of the flux, linking this spectral feature with the three additional breaks at the highest energies. The combined spectrum, with an energy scale set calorimetrically via fluorescence telescopes and using a single detector type, results in the most statistically and systematically precise measurement of spectral breaks yet obtained. These measurements are critical for furthering our understanding of the highest energy cosmic rays.
Authors: Abreu, P., Aglietta, M., Albury, J. M., Allekotte, I., Almela, A., Alvarez-Muñiz, J., Alves Batista, R., Anastasi, G. A., Anchordoqui, L., Andrada, B., Andringa, S., Aramo, C., Araújo Ferreira, Paulo Ricardo, Arteaga Velázquez, J. C., Asorey, H., Assis, P., Avila, G., Badescu, A. M., Bakalova, A., Balaceanu, A., Barbato, F., Barreira Luz, R. J., Becker, K. H., Bellido, J. A., Berat, C., Bertaina, M. E., Bertou, X., Biermann, P. L., Billoir, P., Binet, V., Bismark, K., Bister, Teresa Karolin, Biteau, J., Blazek, J., Bleve, C., Boháčová, M., Boncioli, D., Bonifazi, C., Bonneau Arbeletche, L., Borodai, N., Botti, A. M., Brack, J., Bretz, Thomas, Brichetto Orchera, P. G., Briechle, Florian Lukas, Buchholz, P., Bueno, A., Buitink, S., Buscemi, M., Büsken, M., Caballero-Mora, K. S., Caccianiga, L., Canfora, F., Caracas, I., Carceller, J. M., Caruso, R., Castellina, A., Catalani, F., Cataldi, G., Cazon, L., Cerda, M., Chinellato, J. A., Chudoba, J., Chytka, L., Clay, R. 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Institution: RWTH Aachen University
Language: English
Subfield: Nuclear and High Energy Physics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
Funders: National Science Foundation, U.S. Department of Energy, University of Delaware Research Foundation, Grainger Foundation, Strong, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Agence Nationale de la Recherche, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Bundesministerium für Bildung und Forschung, Fonds De La Recherche Scientifique - FNRS, Comisión Nacional de Energía Atómica, Gobierno de Argentina, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Fonds Wetenschappelijk Onderzoek, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Javna Agencija za Raziskovalno Dejavnost RS, Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, Centre National de la Recherche Scientifique, Financiadora de Estudos e Projetos, Istituto Nazionale di Astrofisica, Universidad Nacional Autónoma de México, Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, Gobierno de España, Xunta de Galicia, Junta de Andalucía, Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações, Vlaamse regering, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Helmholtz Alliance for Astroparticle Physics, Fundação para a Ciência e a Tecnologia, Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, Dirección General de Asuntos del Personal Académico, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
Awards: Pierre Auger Project, G1151900320, G1496055848, G184749188, G1906513261, G2692091728, G2717377659, Remote sensing of atmospheric properties, G289601025, G3175263447, G3286760496, G3523651922, G3579873031, The Infrastructure Program of the University of Nova Gorica, Race in the Histories of Science and Medicine: A Review Essay and a Research Agenda, G4276370106, G4305081872, G4344075577, G4820567559, G4892421264, G5056808987, Multimessenger astrophysics, G5145058842, G5214714610, G5237063139, G5615659713, G5616713406, G5840225288, G585908603, G6010476436, G6209881064, Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche, G744657279, G7512206404, G7517989378, STUDIES OF HIGH ENERGY PARTICLE ASTROPHYSICS, G7720562802, G774704176, Identifikacija izvorov kozmičnih žarkov med aktivnimi galaksijami s curki (Slovene), G86560745
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