Depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory. I. Measurements at energies above 1017.8eV

Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E.J.; Al Samarai, I.; Albuquerque, I.F.M.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Aramo, C.; Aranda, V.M.; Arqueros, F.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Awal, N.; Badescu, A.M.; Barber, K.B.; Bäuml, J.; Baus, C.; Beatty, J.J.; Becker, K.H.; Bellido, J.A.; Berat, C.; Bertaina, M.E.; Bertou, X.; Biermann, P.L.; Billoir, P.; Blaess, S.; Blanco, M.; Bleve, C.; Blümer, H.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Borodai, N.; Brack, J.; Brancus, I.; Bridgeman, A.; Brogueira, P.; Brown, W.C.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero Mora, K.S.; Caccianiga, B.; Caccianiga, L.; Candusso, M.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chavez, A.G.; Chiavassa, A.; Chinellato, J.A.; Chudoba, J.; Cilmo, M.; Clay, R.W.; Cocciolo, G.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, M.R.; Conceição, R.; Contreras, F.; Cooper, M.J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C.E.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dallier, R.; Daniel, B.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.R.; De Almeida, R.M.; De Domenico, M.; De Jong, S.J.; De Mello Neto, J.R.T.; De Mitri, I.; De Oliveira, J.; De Souza, V.; Del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Diaz, J.C.; Díaz Castro, M.L.; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J.C.; Dorofeev, A.; Dorosti Hasankiadeh, Q.; Dova, M.T.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Erfani, M.; Escobar, C.O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Facal San Luis, P.; Falcke, H.; Fang, K.; Farrar, G.; Fauth, A.C.; Fazzini, N.; Ferguson, A.P.; Fernandes, M.; Fick, B.; Figueira, J.M.; Filevich, A.; Filipčič, A.; Fox, B.D.; Fratu, O.; Fröhlich, U.; Fuchs, B.; Fujii, T.; Gaior, R.; García, B.; Garcia Roca, S.T.; Garcia Gamez, D.; Garcia Pinto, D.; Garilli, G.; Gascon Bravo, A.; Gate, F.; Gemmeke, H.; Ghia, P.L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Glaser, C.; Glass, H.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P.F.; Gonçalves, P.; Gonzalez, J.G.; González, N.; Gookin, B.; Gordon, J.; Gorgi, A.; Gorham, P.; Gouffon, P.; Grebe, S.; Griffith, N.; Grillo, A.F.; Grubb, T.D.; Guarino, F.; Guedes, G.P.; Hampel, M.R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T.A.; Hartmann, S.; Harton, J.L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Herve, A.E.; Hill, G.C.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holt, E.; Homola, P.; Hörandel, J.R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huber, D.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P.G.; Jandt, I.; Jansen, S.; Jarne, C.; Josebachuili, M.; Kääpä, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K.H.; Kasper, P.; Katkov, I.; Kégl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kemp, E.; Kieckhafer, R.M.; Klages, H.O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Krohm, N.; Krömer, O.; Kruppke Hansen, D.; Kuempel, D.; Kunka, N.; Lahurd, D.; Latronico, L.; Lauer, R.; Lauscher, M.; Lautridou, P.; Le Coz, S.; Leão, M.S.A.B.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui De Oliveira, M.A.; Letessier Selvon, A.; Lhenry Yvon, I.; Link, K.; López, R.; Lopez Agüera, A.; Louedec, K.; Lozano Bahilo, J.; Lu, L.; Lucero, A.; Ludwig, M.; Malacari, M.; Maldera, S.; Mallamaci, M.; Maller, J.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A.G.; Marin, V.; Mariş, I.C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Martraire, D.; Masías Meza, J.J.; Mathes, H.J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthews, J.A.J.; Matthiae, G.; Maurel, D.; Maurizio, D.; Mayotte, E.; Mazur, P.O.; Medina, C.; Medina Tanco, G.; Meissner, R.; Melissas, M.; Melo, D.; Menshikov, A.; Messina, S.; Meyhandan, R.; Mićanović, S.; Micheletti, M.I.; Middendorf, L.; Minaya, I.A.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Molina Bueno, L.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Monnier Ragaigne, D.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Moura, C.A.; Muller, M.A.; Müller, G.; Müller, S.; Münchmeyer, M.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; Nguyen, P.; Niechciol, M.; Niemietz, L.; Niggemann, T.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Ochilo, L.; Olinto, A.; Oliveira, M.; Pacheco, N.; Pakk Selmi Dei, D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Palmieri, N.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; P©kala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I.M.; Perrone, L.; Petermann, E.; Peters, C.; Petrera, S.; Petrov, Y.; Phuntsok, J.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Plum, M.; Porcelli, A.; Porowski, C.; Prado, R.R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Purrello, V.; Quel, E.J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues De Carvalho, W.; Rodriguez Cabo, I.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rodríguez Frías, M.D.; Rogozin, D.; Ros, G.; Rosado, J.; Rossler, T.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A.C.; Saffi, S.J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Saleh, A.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sánchez, F.; Sanchez Lucas, P.; Santo, C.E.; Santos, E.; Santos, E.M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarmento, R.; Sato, R.; Scharf, N.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schulz, A.; Schulz, J.; Schumacher, J.; Sciutto, S.J.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R.C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Sima, O.; ͆miałkowski, A.; Šmída, R.; Snow, G.R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Squartini, R.; Srivastava, Y.N.; Stanič, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.D.; Sutherland, M.S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Szuba, M.; Taborda, O.A.; Tapia, A.; Tartare, M.; Tepe, A.; Theodoro, V.M.; Timmermans, C.; Todero Peixoto, C.J.; Toma, G.; Tomankova, L.; Tomé, B.; Tonachini, A.; Torralba Elipe, G.; Torres Machado, D.; Travnicek, P.; Trovato, E.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdés Galicia, J.F.; Valiño, I.; Valore, L.; Van Aar, G.; Van Bodegom, P.; Van Den Berg, A.M.; Van Velzen, S.; Van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Varner, G.; Vázquez, J.R.; Vázquez, R.A.; Veberič, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villaseñor, L.; Vlcek, B.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson, A.A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Werner, F.; Widom, A.; Wiencke, L.; Wilczyńska, B.; Wilczyński, H.; Will, M.; Williams, C.; Winchen, T.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Wykes, S.; Yamamoto, T.; Yapici, T.; Yuan, G.; Yushkov, A.; Zamorano, B.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zaw, I.; Zepeda, A.; Zhou, J.; Zhu, Y.; Zimbres Silva, M.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.

doi:10.1103/PhysRevD.90.122005

We report a study of the distributions of the depth of maximum, Xmax, of extensive air-shower profiles with energies above 1017.8eV as observed with the fluorescence telescopes of the Pierre Auger Observatory. The analysis method for selecting a data sample with minimal sampling bias is described in detail as well as the experimental cross-checks and systematic uncertainties. Furthermore, we discuss the detector acceptance and the resolution of the Xmax measurement and provide parametrizations thereof as a function of energy. The energy dependence of the mean and standard deviation of the Xmax distributions are compared to air-shower simulations for different nuclear primaries and interpreted in terms of the mean and variance of the logarithmic mass distribution at the top of the atmosphere.

Depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory. I. Measurements at energies above 1017.8eV / A. Aab, P. Abreu, M. Aglietta, E.J. Ahn, I. Al Samarai, I.F.M. Albuquerque, 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, C. Aramo, V.M. Aranda, F. Arqueros, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, M. Avenier, G. Avila, N. Awal, A.M. Badescu, K.B. Barber, J. Bäuml, C. Baus, J.J. Beatty, K.H. Becker, J.A. Bellido, C. Berat, M.E. Bertaina, X. Bertou, P.L. Biermann, P. Billoir, S. Blaess, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, I. Brancus, A. Bridgeman, P. Brogueira, W.C. Brown, P. Buchholz, A. Bueno, S. Buitink, M. Buscemi, K.S. Caballero-Mora, B. Caccianiga, L. Caccianiga, M. Candusso, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, A.G. Chavez, A. Chiavassa, J.A. Chinellato, J. Chudoba, M. Cilmo, R.W. Clay, G. Cocciolo, R. Colalillo, A. Coleman, L. Collica, M.R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, M.J. Cooper, A. Cordier, S. Coutu, C.E. Covault, J. Cronin, A. Curutiu, R. Dallier, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B.R. Dawson, R.M. De Almeida, M. De Domenico, S.J. De Jong, J.R.T. De Mello Neto, I. De Mitri, J. De Oliveira, V. De Souza, L. Del Peral, O. Deligny, H. Dembinski, N. Dhital, C. Di Giulio, A. Di Matteo, J.C. Diaz, M.L. Díaz Castro, F. Diogo, C. Dobrigkeit, W. Docters, J.C. D'Olivo, A. Dorofeev, Q. Dorosti Hasankiadeh, M.T. Dova, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, M. Erfani, 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, M. Fernandes, B. Fick, J.M. Figueira, A. Filevich, A. Filipčič, B.D. Fox, O. Fratu, U. Fröhlich, B. Fuchs, T. Fujii, R. Gaior, B. García, S.T. Garcia Roca, D. Garcia-Gamez, D. Garcia-Pinto, G. Garilli, A. Gascon Bravo, F. Gate, H. Gemmeke, P.L. Ghia, U. Giaccari, M. Giammarchi, M. Giller, C. Glaser, H. Glass, M. Gómez Berisso, P.F. Gómez Vitale, P. Gonçalves, J.G. Gonzalez, N. González, B. Gookin, J. Gordon, A. Gorgi, P. Gorham, P. Gouffon, S. Grebe, N. Griffith, A.F. Grillo, T.D. Grubb, F. Guarino, G.P. Guedes, M.R. Hampel, P. Hansen, D. Harari, T.A. Harrison, S. Hartmann, J.L. Harton, 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, D. Huber, T. Huege, A. Insolia, P.G. Isar, I. Jandt, S. Jansen, C. Jarne, M. Josebachuili, A. Kääpä, O. Kambeitz, K.H. Kampert, P. Kasper, I. Katkov, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, E. Kemp, R.M. Kieckhafer, H.O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Krause, N. Krohm, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, D. Kuempel, N. Kunka, 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, M. Malacari, S. Maldera, M. Mallamaci, J. Maller, D. Mandat, P. Mantsch, A.G. Mariazzi, V. Marin, I.C. Mariş, G. Marsella, D. Martello, L. Martin, H. Martinez, O. Martínez Bravo, D. Martraire, J.J. Masías Meza, H.J. Mathes, S. Mathys, J. Matthews, J.A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurel, D. Maurizio, E. Mayotte, P.O. Mazur, C. Medina, G. Medina-Tanco, R. Meissner, M. Melissas, D. Melo, A. Menshikov, S. Messina, R. Meyhandan, S. Mićanović, M.I. Micheletti, L. Middendorf, I.A. Minaya, L. Miramonti, B. Mitrica, L. Molina-Bueno, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, C. Morello, M. Mostafá, C.A. Moura, M.A. Muller, G. Müller, S. Müller, M. Münchmeyer, R. Mussa, G. Navarra, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, A. Nelles, J. Neuser, P. Nguyen, M. Niechciol, L. Niemietz, T. Niggemann, D. Nitz, D. Nosek, V. Novotny, L. Nožka, L. Ochilo, A. Olinto, M. Oliveira, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, P. Papenbreer, G. Parente, A. Parra, T. Paul, M. Pech, J. P©kala, R. Pelayo, I.M. Pepe, L. Perrone, E. Petermann, C. Peters, S. Petrera, Y. Petrov, J. Phuntsok, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum, A. Porcelli, C. Porowski, R.R. Prado, P. Privitera, M. Prouza, V. Purrello, E.J. Quel, S. Querchfeld, S. Quinn, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, V. Rizi, W. Rodrigues De Carvalho, I. Rodriguez Cabo, G. Rodriguez Fernandez, J. Rodriguez Rojo, M.D. Rodríguez-Frías, D. Rogozin, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, E. Roulet, A.C. Rovero, S.J. Saffi, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, A. Saleh, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Sánchez, P. Sanchez-Lucas, C.E. Santo, E. Santos, E.M. Santos, F. Sarazin, B. Sarkar, R. Sarmento, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, D. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, P. Schovánek, A. Schulz, J. Schulz, J. Schumacher, S.J. Sciutto, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R.C. Shellard, I. Sidelnik, G. Sigl, O. Sima, A. ͆miałkowski, R. Šmída, G.R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, R. Squartini, Y.N. Srivastava, S. Stanič, J. Stapleton, J. Stasielak, M. Stephan, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A.D. Supanitsky, M.S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, M. Szuba, O.A. Taborda, A. Tapia, M. Tartare, A. Tepe, V.M. Theodoro, C. Timmermans, C.J. Todero Peixoto, G. Toma, L. Tomankova, B. Tomé, A. Tonachini, G. Torralba Elipe, D. Torres Machado, P. Travnicek, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J.F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, G. Van Aar, P. Van Bodegom, A.M. Van Den Berg, S. Van Velzen, 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, B. Vlcek, S. Vorobiov, H. Wahlberg, O. Wainberg, D. Walz, A.A. Watson, M. Weber, K. Weidenhaupt, A. Weindl, F. Werner, A. Widom, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, M. Will, C. Williams, T. Winchen, D. Wittkowski, B. Wundheiler, S. Wykes, T. Yamamoto, T. Yapici, G. Yuan, A. Yushkov, B. Zamorano, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, J. Zhou, Y. Zhu, M. Zimbres Silva, M. Ziolkowski, F. Zuccarello. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 90:12(2014), pp. 122005.1-122005.25.

Depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory. I. Measurements at energies above 1017.8eV

A. Aab;P. Abreu;M. Aglietta;E. J. Ahn;I. Al Samarai;I. F. M. Albuquerque;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;C. Aramo;V. M. Aranda;F. Arqueros;H. Asorey;P. Assis;J. Aublin;M. Ave;M. Avenier;G. Avila;N. Awal;A. M. Badescu;K. B. Barber;J. Bäuml;C. Baus;J. J. Beatty;K. H. Becker;J. A. Bellido;C. Berat;M. E. Bertaina;X. Bertou;P. L. Biermann;P. Billoir;S. Blaess;M. Blanco;C. Bleve;H. Blümer;M. Boháčová;D. Boncioli;C. Bonifazi;R. Bonino;N. Borodai;J. Brack;I. Brancus;A. Bridgeman;P. Brogueira;W. C. Brown;P. Buchholz;A. Bueno;S. Buitink;M. Buscemi;K. S. Caballero Mora;B. Caccianiga;L. Caccianiga;M. Candusso;L. Caramete;R. Caruso;A. Castellina;G. Cataldi;L. Cazon;R. Cester;A. G. Chavez;A. Chiavassa;J. A. Chinellato;J. Chudoba;M. Cilmo;R. W. Clay;G. Cocciolo;R. Colalillo;A. Coleman;L. Collica;M. R. Coluccia;R. Conceição;F. Contreras;M. J. Cooper;A. Cordier;S. Coutu;C. E. Covault;J. Cronin;A. Curutiu;R. Dallier;B. Daniel;S. Dasso;K. Daumiller;B. R. Dawson;R. M. De Almeida;M. De Domenico;S. J. De Jong;J. R. T. De Mello Neto;I. De Mitri;J. De Oliveira;V. De Souza;L. Del Peral;O. Deligny;H. Dembinski;N. Dhital;C. Di Giulio;A. Di Matteo;J. C. Diaz;M. L. Díaz Castro;F. Diogo;C. Dobrigkeit;W. Docters;J. C. D'Olivo;A. Dorofeev;Q. Dorosti Hasankiadeh;M. T. Dova;J. Ebr;R. Engel;M. Erdmann;M. Erfani;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;M. Fernandes;B. Fick;J. M. Figueira;A. Filevich;A. Filipčič;B. D. Fox;O. Fratu;U. Fröhlich;B. Fuchs;T. Fujii;R. Gaior;B. García;S. T. Garcia Roca;D. Garcia Gamez;D. Garcia Pinto;G. Garilli;A. Gascon Bravo;F. Gate;H. Gemmeke;P. L. Ghia;U. Giaccari;M. Giammarchi;M. Giller;C. Glaser;H. Glass;M. Gómez Berisso;P. F. Gómez Vitale;P. Gonçalves;J. G. Gonzalez;N. González;B. Gookin;J. Gordon;A. Gorgi;P. Gorham;P. Gouffon;S. Grebe;N. Griffith;A. F. Grillo;T. D. Grubb;F. Guarino;G. P. Guedes;M. R. Hampel;P. Hansen;D. Harari;T. A. Harrison;S. Hartmann;J. L. Harton;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;D. Huber;T. Huege;A. Insolia;P. G. Isar;I. Jandt;S. Jansen;C. Jarne;M. Josebachuili;A. Kääpä;O. Kambeitz;K. H. Kampert;P. Kasper;I. Katkov;B. Kégl;B. Keilhauer;A. Keivani;E. Kemp;R. M. Kieckhafer;H. O. Klages;M. Kleifges;J. Kleinfeller;R. Krause;N. Krohm;O. Krömer;D. Kruppke Hansen;D. Kuempel;N. Kunka;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;M. Malacari;S. Maldera;M. Mallamaci;J. Maller;D. Mandat;P. Mantsch;A. G. Mariazzi;V. Marin;I. C. Mariş;G. Marsella;D. Martello;L. Martin;H. Martinez;O. Martínez Bravo;D. Martraire;J. J. Masías Meza;H. J. Mathes;S. Mathys;J. Matthews;J. A. J. Matthews;G. Matthiae;D. Maurel;D. Maurizio;E. Mayotte;P. O. Mazur;C. Medina;G. Medina Tanco;R. Meissner;M. Melissas;D. Melo;A. Menshikov;S. Messina;R. Meyhandan;S. Mićanović;M. I. Micheletti;L. Middendorf;I. A. Minaya;L. Miramonti;B. Mitrica;L. Molina Bueno;S. Mollerach;M. Monasor;D. Monnier Ragaigne;F. Montanet;C. Morello;M. Mostafá;C. A. Moura;M. A. Muller;G. Müller;S. Müller;M. Münchmeyer;R. Mussa;G. Navarra;S. Navas;P. Necesal;L. Nellen;A. Nelles;J. Neuser;P. Nguyen;M. Niechciol;L. Niemietz;T. Niggemann;D. Nitz;D. Nosek;V. Novotny;L. Nožka;L. Ochilo;A. Olinto;M. Oliveira;N. Pacheco;D. Pakk Selmi Dei;M. Palatka;J. Pallotta;N. Palmieri;P. Papenbreer;G. Parente;A. Parra;T. Paul;M. Pech;J. P©kala;R. Pelayo;I. M. Pepe;L. Perrone;E. Petermann;C. Peters;S. Petrera;Y. Petrov;J. Phuntsok;R. Piegaia;T. Pierog;P. Pieroni;M. Pimenta;V. Pirronello;M. Platino;M. Plum;A. Porcelli;C. Porowski;R. R. Prado;P. Privitera;M. Prouza;V. Purrello;E. J. Quel;S. Querchfeld;S. Quinn;J. Rautenberg;O. Ravel;D. Ravignani;B. Revenu;J. Ridky;S. Riggi;M. Risse;P. Ristori;V. Rizi;W. Rodrigues De Carvalho;I. Rodriguez Cabo;G. Rodriguez Fernandez;J. Rodriguez Rojo;M. D. Rodríguez Frías;D. Rogozin;G. Ros;J. Rosado;T. Rossler;M. Roth;E. Roulet;A. C. Rovero;S. J. Saffi;A. Saftoiu;F. Salamida;H. Salazar;A. Saleh;F. Salesa Greus;G. Salina;F. Sánchez;P. Sanchez Lucas;C. E. Santo;E. Santos;E. M. Santos;F. Sarazin;B. Sarkar;R. Sarmento;R. Sato;N. Scharf;V. Scherini;H. Schieler;P. Schiffer;D. Schmidt;O. Scholten;H. Schoorlemmer;P. Schovánek;A. Schulz;J. Schulz;J. Schumacher;S. J. Sciutto;A. Segreto;M. Settimo;A. Shadkam;R. C. Shellard;I. Sidelnik;G. Sigl;O. Sima;A. ͆miałkowski;R. Šmída;G. R. Snow;P. Sommers;J. Sorokin;R. Squartini;Y. N. Srivastava;S. Stanič;J. Stapleton;J. Stasielak;M. Stephan;A. Stutz;F. Suarez;T. Suomijärvi;A. D. Supanitsky;M. S. Sutherland;J. Swain;Z. Szadkowski;M. Szuba;O. A. Taborda;A. Tapia;M. Tartare;A. Tepe;V. M. Theodoro;C. 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2014

Abstract

We report a study of the distributions of the depth of maximum, Xmax, of extensive air-shower profiles with energies above 1017.8eV as observed with the fluorescence telescopes of the Pierre Auger Observatory. The analysis method for selecting a data sample with minimal sampling bias is described in detail as well as the experimental cross-checks and systematic uncertainties. Furthermore, we discuss the detector acceptance and the resolution of the Xmax measurement and provide parametrizations thereof as a function of energy. The energy dependence of the mean and standard deviation of the Xmax distributions are compared to air-shower simulations for different nuclear primaries and interpreted in terms of the mean and variance of the logarithmic mass distribution at the top of the atmosphere.

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Scheda completa (DC)

	Parole chiave
	
			ultra-high-energy; cosmic-ray showers; cherenkov light; fluorescence detectors; longitudinal profiles; pressure-dependence; surface detector; mass composition; cross-section; LHC data
		
	Settori scientifico-disciplinari dell'articolo
	
			Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica
		
	Data di pubblicazione
	
			2014
		
	Rivista in ANCE
	
			PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.90.122005
		
	Tipologia
	
			Article (author)
		
	Appare nelle tipologie:
	
			01 - Articolo su periodico

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