Measurement of the Fluctuations in the Number of Muons in Extensive Air Showers with the Pierre Auger Observatory
A. AabIMAPP, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The NetherlandsP. AbreuLaboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas-LIP and Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL, Lisboa, PortugalM. AgliettaINFN, Sezione di Torino, Torino, ItalyJustin M. AlburyUniversity of Adelaide, Adelaide, South Australia, AustraliaI. AllekotteCentro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro (CNEA-UNCuyo-CONICET), San Carlos de Bariloche, ArgentinaA. AlmelaInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, ArgentinaJaime Álvarez-MuñizInstituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), Universidade de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, SpainRafael Alves BatistaIMAPP, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The NetherlandsGioacchino Alex AnastasiDipartimento di Fisica, Università Torino, Torino, ItalyL. AnchordoquiDepartment of Physics and Astronomy, Lehman College, City University of New York, Bronx, New York, USAB. AndradaInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, ArgentinaS. AndringaLaboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas-LIP and Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL, Lisboa, PortugalC. AramoINFN, Sezione di Napoli, Napoli, ItalyP. R. Araújo FerreiraIII. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University, Aachen, GermanyH. AsoreyInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, ArgentinaP. AssisLaboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas-LIP and Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL, Lisboa, PortugalGualberto AvilaObservatorio Pierre Auger and Comisión Nacional de Energía Atómica, Malargüe, ArgentinaAlina Mihaela BadescuUniversity Politehnica of Bucharest, Bucharest, RomaniaAlena BakalováInstitute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague, Czech RepublicA. Balaceanu"Horia Hulubei" National Institute for Physics and Nuclear Engineering, Bucharest-Magurele, RomaniaFelicia BarbatoDipartimento di Fisica "Ettore Pancini," Università di Napoli "Federico II," Napoli, ItalyRicardo Jorge Barreira LuzLaboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas-LIP and Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL, Lisboa, PortugalK. H. BeckerDepartment of Physics, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, GermanyJose A. BellidoUniversity of Adelaide, Adelaide, South Australia, AustraliaC. BeratUniversité Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble Institute of Engineering Université Grenoble Alpes, LPSC-IN2P3, 38000 Grenoble, FranceM. E. BertainaDipartimento di Fisica, Università Torino, Torino, ItalyX. BertouCentro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro (CNEA-UNCuyo-CONICET), San Carlos de Bariloche, ArgentinaPeter L. BiermannMax-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, GermanyTeresa BisterIII. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University, Aachen, GermanyJ. BiteauUniversité Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, Orsay, FranceJiří BlažekInstitute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague, Czech RepublicC. BleveUniversité Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble Institute of Engineering Université Grenoble Alpes, LPSC-IN2P3, 38000 Grenoble, FranceM. BoháčováInstitute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague, Czech RepublicDenise BoncioliDipartimento di Scienze Fisiche e Chimiche, Università dell'Aquila, L'Aquila, ItalyC. BonifaziInstituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, BrazilL. Bonneau ArbeletcheInstituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, BrazilNataliia BorodaiInstitute of Nuclear Physics PAN, Krakow, PolandAna Martina BottiInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, ArgentinaJ. BrackColorado State University, Fort Collins, Colorado, USAT. BretzIII. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University, Aachen, GermanyF. L. BriechleIII. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University, Aachen, GermanyP. BuchholzUniversität Siegen, Fachbereich 7 Physik-Experimentelle Teilchenphysik, Siegen, GermanyA. BuenoUniversidad de Granada and C.A.F.P.E., Granada, SpainS. BuitinkVrije Universiteit Brussels, Brussels, BelgiumMario BuscemiDipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania, Catania, ItalyK. S. Caballero‐MoraUniversidad Autónoma de Chiapas, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, MéxicoLorenzo CaccianigaDipartimento di Fisica, Università di Milano, Milano, ItalyA. CancioInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, ArgentinaF. CanforaIMAPP, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The NetherlandsI. CaracasDepartment of Physics, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, GermanyJ. M. CarcellerUniversidad de Granada and C.A.F.P.E., Granada, SpainR. CarusoDipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania, Catania, ItalyA. CastellinaINFN, Sezione di Torino, Torino, ItalyF. CatalaniUniversidade de São Paulo, Escola de Engenharia de Lorena, Lorena, São Paulo, BrazilG. CataldiINFN, Sezione di Lecce, Lecce, ItalyLorenzo CazonLaboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas-LIP and Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL, Lisboa, PortugalM. CerdaObservatorio Pierre Auger, Malargüe, ArgentinaC. DobrigkeitUniversidade Estadual de Campinas, IFGW, Campinas, São Paulo, BrazilK. ChoiUniversité Libre de Bruxelles (ULB), Brussels, BelgiumJ. ChudobaInstitute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague, Czech RepublicL. ChytkaPalacky University, RCPTM, Olomouc, Czech RepublicR. W. ClayUniversity of Adelaide, Adelaide, South Australia, AustraliaA. C. Cobos CeruttiInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), and Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Mendoza (CONICET/CNEA), Mendoza, ArgentinaRoberta ColalilloDipartimento di Fisica "Ettore Pancini," Università di Napoli "Federico II," Napoli, ItalyA. ColemanDepartment of Physics and Astronomy, Bartol Research Institute, University of Delaware, Newark, Delaware, USAM. R. ColucciaDipartimento di Matematica e Fisica "E. De Giorgi," Università del Salento, Lecce, ItalyR. ConceiçãoLaboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas-LIP and Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL, Lisboa, PortugalAntonio CondorelliGran Sasso Science Institute, L'Aquila, ItalyG. ConsolatiDipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano, Milano, ItalyF. ContrerasObservatorio Pierre Auger and Comisión Nacional de Energía Atómica, Malargüe, ArgentinaFabio ConvengaDipartimento di Matematica e Fisica "E. De Giorgi," Università del Salento, Lecce, ItalyC. E. CovaultCase Western Reserve University, Cleveland, Ohio, USAS. DassoDepartamento de Física and Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos, FCEyN, Universidad de Buenos Aires and CONICET, Buenos Aires, ArgentinaK. DaumillerKarlsruhe Institute of Technology, Institut für Kernphysik, Karlsruhe, GermanyB. R. DawsonUniversity of Adelaide, Adelaide, South Australia, AustraliaJ. A. DayUniversity of Adelaide, Adelaide, South Australia, AustraliaR. M. de AlmeidaUniversidade Federal Fluminense, EEIMVR, Volta Redonda, Rio de Janeiro, BrazilJ. de JesúsInstituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, ArgentinaS. J. de JongIMAPP, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The NetherlandsG. De MauroIMAPP, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The NetherlandsJ. R. T. de Mello NetoInstituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, BrazilI. De MitriGran Sasso Science Institute, L'Aquila, ItalyJ. de OliveiraUniversidade Federal Fluminense, EEIMVR, Volta Redonda, Rio de Janeiro, BrazilDanelise de Oliveira FrancoUniversidade Estadual de Campinas, IFGW, Campinas, São Paulo, BrazilV. de SouzaInstituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, São Paulo, BrazilEmanuele De VitoDipartimento di Matematica e Fisica "E. De Giorgi," Università del Salento, Lecce, ItalyJ. DebatinKarlsruhe Institute of Technology, Institute for Experimental Particle Physics (ETP), Karlsruhe, GermanyM. del RíoObservatorio Pierre Auger and Comisión Nacional de Energía Atómica, Malargüe, ArgentinaO. DelignyCNRS/IN2P3, IJCLab, Université Paris-Saclay, Orsay, FranceH.-P. DembinskiKarlsruhe Institute of Technology, Institut für Kernphysik, Karlsruhe, GermanyN. DhitalInstitute of Nuclear Physics PAN, Krakow, PolandA. di MatteoINFN, Sezione di Torino, Torino, ItalyC. DobrigkeitUniversidade Estadual de Campinas, IFGW, Campinas, São Paulo, BrazilJ. C. D’OlivoUniversidad Nacional Autónoma de México, México, Distrito Federal, MéxicoR. C. dos AnjosUniversidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Palotina, BrazilM. T. DovaIFLP, Universidad Nacional de La Plata and CONICET, La Plata, ArgentinaJan EbrInstitute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague, Czech RepublicR. EngelKarlsruhe Institute of Technology, Institut für Kernphysik, Karlsruhe, GermanyI. EpicocoDipartimento di Matematica e Fisica "E. De Giorgi," Università del Salento, Lecce, ItalyM. ErdmannIII. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University, Aachen, Germany
2021en
ABI
Аннотация
We present the first measurement of the fluctuations in the number of muons in extensive air showers produced by ultrahigh energy cosmic rays. We find that the measured fluctuations are in good agreement with predictions from air shower simulations. This observation provides new insights into the origin of the previously reported deficit of muons in air shower simulations and constrains models of hadronic interactions at ultrahigh energies. Our measurement is compatible with the muon deficit originating from small deviations in the predictions from hadronic interaction models of particle production that accumulate as the showers develop.
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