We report a measurement of the proton-air cross section for particle production at the center-of-mass energy per nucleon of 57 TeV. This is derived from the distribution of the depths of shower maxima observed with the Pierre Auger Observatory: systematic uncertainties are studied in detail. Analyzing the tail of the distribution of the shower maxima, a proton-air cross section of [505±22(stat)-36+28(syst)]  mb is found.

Measurement of the proton-air cross section at √s=57  TeV with the Pierre Auger Observatory / P. Abreu, M. Aglietta, M. Ahlers, E.J. Ahn, I.F.M. Albuquerque, D. Allard, I. Allekotte, J. Allen, P. Allison, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Muñiz, R. Alves Batista, M. Ambrosio, A. Aminaei, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antici'c, C. Aramo, F. Arqueros, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, M. Avenier, G. Avila, A.M. Badescu, K.B. Barber, A.F. Barbosa, R. Bardenet, B. Baughman, J. Bäuml, J. Beatty, B. Becker, K. Becker, A. Bellétoile, J. Bellido, S. BenZvi, C. Berat, X. Bertou, P. Biermann, P. Billoir, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Bohácová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, I. Brancus, P. Brogueira, W.C. Brown, R. Bruijn, P. Buchholz, A. Bueno, L. Buroker, R.E. Burton, K.S. CaballeroMora, B. Caccianiga, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, S.H. Cheng, A. Chiavassa, J.A. Chinellato, J. Chirinos Diaz, J. Chudoba, M. Cilmo, R.W. Clay, G. Cocciolo, L. Collica, M.R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, H. Cook, M.J. Cooper, J. Coppens, A. Cordier, S. Coutu, C.E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, R. Dallier, B. Daniel, S. Dasso, 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, L. del Peral, O. Deligny, H. Dembinski, N. Dhital, C. Di Giulio, M.L. Diaz Castro, P.N. Diep, F. Diogo, C. Dobrigkeit, W. Docters, J.C. D’Olivo, P.N. Dong, A. Dorofeev, J.C. dos Anjos, M.T. Dova, D. D’Urso, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C.O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, H. Falcke, K. Fang, G. Farrar, A.C. Fauth, N. Fazzini, A.P. Ferguson, B. Fick, J.M. Figueira, A. Filevich, A. Filipcic, S. Fliescher, C.E. Fracchiolla, E.D. Fraenkel, O. Fratu, U. Fröhlich, B. Fuchs, R. Gaior, R.F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, S.T. Garcia Roca, D. Garcia-Gamez, D. Garcia-Pinto, G. Garilli, A. Gascon Bravo, H. Gemmeke, P.L. Ghia, M. Giller, J. Gitto, H. Glass, M.S. Gold, G. Golup, F. Gomez Albarracin, M. Gomez Berisso, P.F. Gomez Vitale, P. Gonçalves, J.G. Gonzalez, B. Gookin, A. Gorgi, P. Gouffon, E. Grashorn, S. Grebe, N. Griffith, A.F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G.P. Guedes, P. Hansen, D. Harari, T.A. Harrison, J.L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A.E. Herve, G.C. Hill, C. Hojvat, N. Hollon, V.C. Holmes, P. Homola, J.R. Hörandel, P. Horvath, M. Hrabovský, D. Huber, T. Huege, A. Insolia, F. Ionita, S. Jansen, C. Jarne, S. Jiraskova, M. Josebachuili, K. Kadija, K.H. Kampert, P. Karhan, P. Kasper, I. Katkov, B. Kegl, B. Keilhauer, A. Keivani, J.L. Kelley, E. Kemp, R.M. Kieckhafer, H.O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, J. Knapp, D.H. Koang, K. Kotera, N. Krohm, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, D. Kuempel, J.K. Kulbartz, N. Kunka, G. La Rosa, C. Lachaud, D. LaHurd, L. Latronico, R. Lauer, M. Lauscher, P. Lautridou, S. Le Coz, M.S.A.B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, M.A. Leigui de Oliveira, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link, R. López, A. Lopez Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, L. Lu, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, M.C. Maccarone, C. Macolino, M. Malacari, S. Maldera, J. Maller, D. Mandat, P. Mantsch, A.G. Mariazzi, J. Marin, V. Marin, I.C. Maris, H.R. Marquez Falcon, G. Marsella, D. Martello, L. Martin, H. Martinez, O. Martinez Bravo, D. Martraire, J.J. Masias Meza, H.J. Mathes, J. Matthews, J.A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurel, D. Maurizio, P.O. Mazur, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, P. Mertsch, S. Messina, C. Meurer, R. Meyhandan, S. Micanovic, M.I. Micheletti, I.A. Minaya, L. Miramonti, B. Mitrica, L. Molina-Bueno, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, J.C. Moreno, M. Mostafá, C.A. Moura, M.A. Muller, G. Müller, M. Münchmeyer, R. Mussa, G. Navarra, J.L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, A. Nelles, J. Neuser, P.T. Nhung, M. Niechciol, L. Niemietz, N. Nierstenhoefer, T. Niggemann, D. Nitz, D. Nosek, L. Nožka, J. Oehlschläger, A. Olinto, M. Oliveira, M. Ortiz, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, E. Parizot, A. Parra, S. Pastor, T. Paul, M. Pech, J. Pekala, R. Pelayo, I.M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, A. Petrolini, Y. Petrov, C. Pfendner, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum39, V.H. Ponce, M. Pontz, A. Porcelli, P. Privitera, M. Prouza, E.J. Quel, S. Querchfeld, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, H. Rivera, V. Rizi, J. Roberts, W. Rodrigues de Carvalho, I. Rodriguez Cabo, G. Rodriguez Fernandez, J. Rodriguez Martino, J. Rodriguez Rojo, M. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-d'Orfeuil, E. Roulet, A.C. Rovero, C. Rühle, S.J. Saffi, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Sánchez, C.E. Santo, E. Santos, E.M. Santos, F. Sarazin, B. Sarkar, S. Sarkar, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, J. Schovancova, P. Schovánek, F. Schröder, J. Schulz, D. Schuster, S.J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R.C. Shellard, I. Sidelnik, G. Sigl, H.H. Silva Lopez, O. Sima, A. 'Smiałkowski, R. Šmída, G.R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, R. Squartini, Y.N. Srivastava, S. Stanic, J. Stapleton, J. Stasielak, M. Stephan, M. Straub, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. Supanitsky, T. Šuša, M.S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, M. Szuba, A. Tapia, M. Tartare, O. Taşcău, R. Tcaciuc, N.T. Thao, D. Thomas, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C.J. Todero Peixoto, G. Toma, L. Tomankova, B. Tome, A. Tonachini, G. Torralba Elipe, D. Torres Machado, P. Travnicek, D.B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J.F. Valdes Galicia, I. Valiño, L. Valore, G. van Aar, A.M. van den Berg, S. van Velzen, A. van Vliet, E. Varela, B. Vargas Cárdenas, J. Vázquez, R. Vázquez, D. Veberic, V. Verzi, J. Vicha, M. Videla, L. Villaseñor, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Walz, A.A. Watson, M. Weber, K. Weidenhaupt, A. Weindl, F. Werner, S. Westerhoff, B.J. Whelan, A. Widom, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, M. Will, C. Williams, T. Winchen, M. Wommer, B. Wundheiler, T. Yamamoto, T. Yapici, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, B. Zamorano Garcia, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, J. Zhou, Y. Zhu, M. Zimbres Silva, M. Ziolkowski. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 109:6(2012 Aug 10), pp. 062002.062002.1-062002.062002.9. [10.1103/PhysRevLett.109.062002]

Measurement of the proton-air cross section at √s=57  TeV with the Pierre Auger Observatory

B. Caccianiga;L. Collica;L. Miramonti;H.M. RIVERA BRETEL;V. Scherini;
2012

Abstract

We report a measurement of the proton-air cross section for particle production at the center-of-mass energy per nucleon of 57 TeV. This is derived from the distribution of the depths of shower maxima observed with the Pierre Auger Observatory: systematic uncertainties are studied in detail. Analyzing the tail of the distribution of the shower maxima, a proton-air cross section of [505±22(stat)-36+28(syst)]  mb is found.
proton-air cross section ; ultra high energy ; cosmic rays
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica
10-ago-2012
Article (author)
File in questo prodotto:
Non ci sono file associati a questo prodotto.
Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/204253
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 256
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 222
social impact