| Title: |
Measuring the muon content of inclined air showers using AERA and the water-Cherenkov detectors of the Pierre Auger Observatory |
| Authors: |
Pierre Auger Collaboration; Abdul Halim, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Allekotte, I.; Almeida Cheminant, K.; Almela, A.; Aloisio, R.; Alvarez-Muñiz, J.; Ambrosone, A.; Ammerman Yebra, J.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andrade Dourado, L.; Andringa, S.; Apollonio, L.; Aramo, C.; Arnone, E.; Arteaga Velázquez, J. C.; Assis, P.; Avila, G.; Avocone, E.; Bakalova, A.; Barbato, F.; Bartz Mocellin, A.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bianciotto, M.; Biermann, P. L.; Binet, V.; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Blümer, J.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Brack, J.; Brichetto Orchera, P. G.; Briechle, F. L.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Büsken, M.; Bwembya, A.; Caballero-Mora, K. S.; Cabana-Freire, S.; Caccianiga, L.; Campuzano, F.; Caraça-Valente, J.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Čermáková, B.; Cermenati, A.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cobos Cerutti, A. C.; Colalillo, R.; Conceição, R.; Consolati, G.; Conte, M.; Convenga, F.; Correia dos Santos, D.; Costa, P. J.; Covault, C. E.; Cristinziani, M.; Cruz Sanchez, C. S.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; de Boone, E.-T.; de Errico, B.; de Jesús, J.; de Jong, S. J.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Palma, F.; de Souza, V.; De Vito, E.; Del Popolo, A.; Deligny, O.; Denner, N.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobrigkeit, C.; D’Olivo, J. C.; Domingues Mendes, L. M.; Dorosti, Q.; dos Anjos, J. C.; dos Anjos, R. C.; Ebr, J.; Ellwanger, F.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Etchegoyen, A.; Evoli, C.; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fehler, T.; Feldbusch, F.; Fernandes, A.; Fernandez, M.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filip, P.; Filipčič, A.; Fitoussi, T.; Flaggs, B.; Fodran, T.; Franco, A.; Freitas, M.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; García, B.; Gaudu, C.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P. F.; Gongora, J. P.; González, J. M.; González, N.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Gülzow, L.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harvey, V. M.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Hojvat, C.; Hörandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Ismaiel, M.; Janecek, P.; Jilek, V.; Kampert, K.-H.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Kizakke Covilakam, V. V.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Köhler, J.; Krieger, F.; Kubatova, M.; Kunka, N.; Lago, B. L.; Langner, N.; Leal, N.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lema-Capeans, Y.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lopes, L.; Lundquist, J. P.; Mallamaci, M.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariani, F. M.; Mariazzi, A. G.; Mariş, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martins, M. A.; Mathes, H.-J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Meinert, J.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merx, C.; Michal, S.; Micheletti, M. I.; Miramonti, L.; Mogarkar, M.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Namasaka, W. M.; Negi, S.; Nellen, L.; Nguyen, K.; Nicora, G.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novikov, A.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L. A.; Ochoa, J.; Oliveira, C.; Östman, L.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Panja, S.; Parente, G.; Paulsen, T.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Pelgrims, V.; Pereira, L. A. S.; Pereira Martins, E. E.; Pérez Bertolli, C.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Platino, M.; Pont, B.; Pourmohammad Shahvar, M.; Privitera, P.; Priyadarshi, C.; Prouza, M.; Pytel, K.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reginatto Akim, J. V.; Reuzki, A.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V.; Rodriguez, E.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rossoni, S.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Saftoiu, A.; Saharan, M.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sampathkumar, P.; San Martin, N.; Sanabria Gomez, J. D.; Sánchez, F.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sato, R.; Savina, P.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schröder, F. G.; Schulte, J.; Schulz, T.; Sciutto, S. J.; Scornavacche, M.; Sedoski, A.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shivashankara, S. U.; Sigl, G.; Simkova, K.; Simon, F.; Šmída, R.; Sommers, P.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Strähnz, S.; Straub, M.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Svozilikova, Z.; Syrokvas, K.; Szadkowski, Z.; Tairli, F.; Tambone, M.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C. J.; Tomé, B.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Tueros, M.; Unger, M.; Uzeiroska, R.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Vaiman, I.; Valdés Galicia, J. F.; Valore, L.; van Dillen, P.; Varela, E.; Vašíčková, V.; Vásquez-Ramírez, A.; Veberič, D.; Vergara Quispe, I. D.; Verpoest, S.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Vuta, J. B.; Watanabe, C.; Watson, A. A.; Weindl, A.; Weitz, M.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wundheiler, B.; Yue, B.; Yushkov, A.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M. |
| Source: |
Physical Review D, 112 (12), Art.Nr: 123042 ; ISSN: 2470-0010, 2470-0029 |
| Publisher Information: |
American Physical Society |
| Publication Year: |
2026 |
| Collection: |
KITopen (Karlsruhe Institute of Technologie) |
| Subject Terms: |
ddc:530; Physics; info:eu-repo/classification/ddc/530 |
| Description: |
We present a novel approach for assessing the muon content of air showers with large zenith angles on a combined analysis of their radio emission and particle footprint. We use the radiation energy reconstructed by the Auger engineering radio array (AERA) as an energy estimator and determine the muon number independently with the water-Cherenkov detector array of the Pierre Auger Observatory, deployed on a 1500 m grid. We focus our analysis on air showers with primary energy above 4 EeV to ensure full detection efficiency. Over approximately ten years of accumulated data, we identify a set of 40 high-quality events that are used in the analysis. The estimated muon contents in data are compatible with those for iron primaries as predicted by current-generation hadronic interaction models. This result can be interpreted as a deficit of muons in simulations as a lighter mass composition has been established from 𝑋$_{max}$ measurements. This muon deficit was already observed in previous analyses of the Auger Collaboration and is confirmed using hybrid events that include radio measurements for the first time. |
| Document Type: |
article in journal/newspaper |
| File Description: |
application/pdf |
| Language: |
English |
| ISSN: |
2470-0010; 2470-0029 |
| Relation: |
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/wos/001672275100001; info:eu-repo/semantics/altIdentifier/issn/2470-0010; info:eu-repo/semantics/altIdentifier/issn/2470-0029; https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000190968; https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000190968/175730353; https://doi.org/10.5445/IR/1000190968 |
| DOI: |
10.5445/IR/1000190968 |
| Availability: |
https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000190968; https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000190968/175730353; https://doi.org/10.5445/IR/1000190968 |
| Rights: |
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de ; info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Accession Number: |
edsbas.176DDDCE |
| Database: |
BASE |