Title
Direct measurement of the muonic content of extensive air showers between 2× 10<sup>17</sup> and 2×<sup>1018</sup> eV at the Pierre Auger Observatory
Date Issued
01 August 2020
Access level
open access
Resource Type
research article
Author(s)
Aab A.
Abreu P.
Aglietta M.
Aglietta M.
Albury J.M.
Allekotte I.
Almela A.
Almela A.
Alvarez Castillo J.
Alvarez-Muñiz J.
Anastasi G.A.
Anastasi G.A.
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Avila G.
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Barbato F.
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Bertaina M.E.
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Cancio A.
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Abstract
The hybrid design of the Pierre Auger Observatory allows for the measurement of the properties of extensive air showers initiated by ultra-high energy cosmic rays with unprecedented precision. By using an array of prototype underground muon detectors, we have performed the first direct measurement, by the Auger Collaboration, of the muon content of air showers between 2 × 10 17 and 2 × 10 18 eV. We have studied the energy evolution of the attenuation-corrected muon density, and compared it to predictions from air shower simulations. The observed densities are found to be larger than those predicted by models. We quantify this discrepancy by combining the measurements from the muon detector with those from the Auger fluorescence detector at 1017.5eV and 1018eV. We find that, for the models to explain the data, an increase in the muon density of 38 % ± 4 % (12 %) ±18%21% for EPOS-LHC, and of 50 % (53 %) ± 4 % (13 %) ±20%23% for QGSJetII-04, is respectively needed.
Volume
80
Issue
8
Scopus EID
2-s2.0-85089537583
Source
European Physical Journal C
ISSN of the container
14346052
Sources of information: Scopus Directorio de Producción Científica