• Energy Research

AbstractWe present a measurement of the cosmic-ray spectrum above 100 PeV using the part of the surface detector of the Pierre Auger Observatory that has a spacing of 750 m. An inflection of the spectrum is observed, confirming the presence of the so-called second-knee feature. The spectrum is then combined with that of the 1500 m array to produce a single measurement of the flux, linking this spectral feature with the three additional breaks at the highest energies. The combined spectrum, with an energy scale set calorimetrically via fluorescence telescopes and using a single detector type, results in the most statistically and systematically precise measurement of spectral breaks yet obtained. These measurements are critical for furthering our understanding of the highest energy cosmic rays.

KASCADE-Grande es un extenso experimento de ducha de aire dedicado al estudio de los rayos cósmicos en el rango de energía de 1016 ÷ 1018 eV. La matriz está compuesta por diferentes detectores que permiten mediciones independientes del número de muones (Nμ) y partículas cargadas (Nch) de duchas de aire extensas (EAS). Estos dos observables se utilizan para estudiar el espectro de energía primaria, separando los eventos en dos muestras, en función de la relación del tamaño de la ducha, corregida por la atenuación en la atmósfera, lnNμ/ lnNch. Las dos muestras representan los grupos de masa ligera y pesada de las primarias. En el rango de energía estudiado, solo el espectro de primarias pesadas muestra un cambio significativo de pendiente, la energía (estimada utilizando el modelo de interacción hadrónica QGSJET II) de esta característica está de acuerdo con las expectativas de una característica de rodilla dependiente de la rigidez. KASCADE-Grande est une vaste expérience de douche à air consacrée à l'étude des rayons cosmiques dans la gamme d'énergie 1016 ÷ 1018 eV. Le réseau est composé de différents détecteurs permettant des mesures indépendantes du nombre de muons (Nμ) et de particules chargées (Nch) des douches d'air extensives (EAS). Ces deux observables sont ensuite utilisées pour étudier le spectre d'énergie primaire, en séparant les événements en deux échantillons, sur la base du ratio de taille de la douche, corrigé de l'atténuation dans l'atmosphère, lnNμ/ lnNch. Les deux échantillons représentent les groupes de masse légère et lourde des primaires. Dans la gamme d'énergie étudiée, seul le spectre des primaires lourdes montre un changement significatif de pente, l'énergie (estimée à l'aide du modèle d'interaction hadronique QGSJET II) de cette caractéristique est en accord avec les attentes d'une caractéristique du genou dépendante de la rigidité. KASCADE-Grande is an extensive air shower experiment devoted to the study of cosmic rays in the 1016 ÷ 1018 eV energy range. The array is composed by different detectors allowing independent measurements of the number of muons (Nμ) and charged particles (Nch) of extensive air showers (EAS). These two observables are then used to study the primary energy spectrum, separating the events in two samples, on the basis of the shower size ratio, corrected for attenuation in the atmosphere, lnNμ/ lnNch. The two samples represent the light and heavy mass groups of the primaries. In the studied energy range only the spectrum of heavy primaries shows a significant change of slope, the energy (estimated using the QGSJET II hadronic interaction model) of this feature is in agreeement with the expectations of a rigidity dependent knee feature. KASCADE - Grande هي تجربة دش هوائي مكثفة مكرسة لدراسة الأشعة الكونية في نطاق طاقة 1016 ÷ 1018 فولت. تتكون المصفوفة من كاشفات مختلفة تسمح بقياسات مستقلة لعدد الميونات (Nμ) والجسيمات المشحونة (Nch) لدش الهواء المكثف (EAS). ثم يتم استخدام هذين المرصودين لدراسة طيف الطاقة الأولية، وفصل الأحداث في عينتين، على أساس نسبة حجم الدش، وتصحيحها للتوهين في الغلاف الجوي، lnNμ/ lnNch. تمثل العينتان مجموعات الكتلة الخفيفة والثقيلة للانتخابات التمهيدية. في نطاق الطاقة المدروس، يُظهر طيف الانتخابات التمهيدية الثقيلة فقط تغييرًا كبيرًا في المنحدر، وتتوافق الطاقة (المقدرة باستخدام نموذج تفاعل QGSJET II hadronic) لهذه الميزة مع توقعات ميزة الركبة المعتمدة على الصلابة.

We search for signals of magnetically-induced effects in the arrival directions of ultra-high-energy cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory. We apply two different methods. One is a search for sets of events that show a correlation between their arrival direction and the inverse of their energy, which would be expected if they come from the same point-like source, they have the same electric charge and their deflection is relatively small and coherent. We refer to these sets of events as "multiplets". The second method, called "thrust", is a principal axis analysis aimed to detect the elongated patterns in a region of interest. We study the sensitivity of both methods using a benchmark simulation and we apply them to data in two different searches. The first search is done assuming as source candidates a list of nearby active galactic nuclei and starburst galaxies. The second is an all-sky blind search. We report the results and we find no statistically significant features. We discuss the compatibility of these results with the indications on the mass composition inferred from data of the Pierre Auger Observatory. Published version; correction of a minor typo