Evidence for a mixed mass composition at the ‘ankle’ in the cosmic-ray spectrum

We report a first measurement for ultrahigh energy cosmic rays of the correlation between the depth of shower maximum and the signal in the water Cherenkov stations of air-showers registered simultaneously by the fluorescence and the surface detectors of the Pierre Auger Observatory. Such a correlat...
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Autor*in:	A. Aab [verfasserIn] P. Abreu [verfasserIn] M. Aglietta [verfasserIn] E.J. Ahn [verfasserIn] I. Al Samarai [verfasserIn] I.F.M. Albuquerque [verfasserIn] I. Allekotte [verfasserIn] P. Allison [verfasserIn] A. Almela [verfasserIn] J. Alvarez Castillo [verfasserIn] J. Alvarez-Muñiz [verfasserIn] M. Ambrosio [verfasserIn] G.A. Anastasi [verfasserIn] L. Anchordoqui [verfasserIn] B. Andrada [verfasserIn] S. Andringa [verfasserIn] C. Aramo [verfasserIn] F. Arqueros [verfasserIn] N. Arsene [verfasserIn] H. Asorey [verfasserIn] P. Assis [verfasserIn] J. Aublin [verfasserIn] G. Avila [verfasserIn] A.M. Badescu [verfasserIn] A. Balaceanu [verfasserIn] C. Baus [verfasserIn] J.J. Beatty [verfasserIn] K.H. Becker [verfasserIn] J.A. Bellido [verfasserIn] C. Berat [verfasserIn] M.E. Bertaina [verfasserIn] P.L. Biermann [verfasserIn] P. Billoir [verfasserIn] J. Biteau [verfasserIn] S.G. Blaess [verfasserIn] A. Blanco [verfasserIn] J. Blazek [verfasserIn] C. Bleve [verfasserIn] M. 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Format:	E-Artikel
Sprache:	Englisch

Erschienen:	2016

Übergeordnetes Werk:	In: Physics Letters B - Elsevier, 2015, 762(2016), Seite 288-295
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DOI / URN:	10.1016/j.physletb.2016.09.039

Katalog-ID:	DOAJ054546613

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The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle Physics P. Abreu verfasserin aut M. Aglietta verfasserin aut E.J. Ahn verfasserin aut I. Al Samarai verfasserin aut I.F.M. Albuquerque verfasserin aut I. Allekotte verfasserin aut P. Allison verfasserin aut A. Almela verfasserin aut J. Alvarez Castillo verfasserin aut J. Alvarez-Muñiz verfasserin aut M. Ambrosio verfasserin aut G.A. Anastasi verfasserin aut L. Anchordoqui verfasserin aut B. Andrada verfasserin aut S. Andringa verfasserin aut C. Aramo verfasserin aut F. Arqueros verfasserin aut N. Arsene verfasserin aut H. Asorey verfasserin aut P. Assis verfasserin aut J. Aublin verfasserin aut G. Avila verfasserin aut A.M. Badescu verfasserin aut A. Balaceanu verfasserin aut C. Baus verfasserin aut J.J. Beatty verfasserin aut K.H. Becker verfasserin aut J.A. Bellido verfasserin aut C. Berat verfasserin aut M.E. Bertaina verfasserin aut P.L. Biermann verfasserin aut P. Billoir verfasserin aut J. Biteau verfasserin aut S.G. Blaess verfasserin aut A. Blanco verfasserin aut J. Blazek verfasserin aut C. Bleve verfasserin aut M. Boháčová verfasserin aut D. Boncioli verfasserin aut C. Bonifazi verfasserin aut N. Borodai verfasserin aut A.M. Botti verfasserin aut J. Brack verfasserin aut I. Brancus verfasserin aut T. Bretz verfasserin aut A. Bridgeman verfasserin aut F.L. Briechle verfasserin aut P. Buchholz verfasserin aut A. Bueno verfasserin aut S. Buitink verfasserin aut M. Buscemi verfasserin aut K.S. Caballero-Mora verfasserin aut B. Caccianiga verfasserin aut L. Caccianiga verfasserin aut A. Cancio verfasserin aut F. Canfora verfasserin aut L. Caramete verfasserin aut R. Caruso verfasserin aut A. Castellina verfasserin aut G. Cataldi verfasserin aut L. Cazon verfasserin aut R. Cester verfasserin aut A.G. Chavez verfasserin aut A. Chiavassa verfasserin aut J.A. Chinellato verfasserin aut J. Chudoba verfasserin aut R.W. Clay verfasserin aut R. Colalillo verfasserin aut A. Coleman verfasserin aut L. Collica verfasserin aut M.R. Coluccia verfasserin aut R. Conceição verfasserin aut F. Contreras verfasserin aut M.J. Cooper verfasserin aut S. Coutu verfasserin aut C.E. Covault verfasserin aut J. Cronin verfasserin aut R. Dallier verfasserin aut S. D'Amico verfasserin aut B. Daniel verfasserin aut S. Dasso verfasserin aut K. Daumiller verfasserin aut B.R. Dawson verfasserin aut R.M. de Almeida verfasserin aut S.J. de Jong verfasserin aut G. De Mauro verfasserin aut J.R.T. de Mello Neto verfasserin aut I. De Mitri verfasserin aut J. de Oliveira verfasserin aut V. de Souza verfasserin aut J. Debatin verfasserin aut L. del Peral verfasserin aut O. Deligny verfasserin aut C. Di Giulio verfasserin aut A. Di Matteo verfasserin aut M.L. Díaz Castro verfasserin aut F. Diogo verfasserin aut C. Dobrigkeit verfasserin aut J.C. D'Olivo verfasserin aut A. Dorofeev verfasserin aut R.C. dos Anjos verfasserin aut M.T. Dova verfasserin aut A. Dundovic verfasserin aut J. Ebr verfasserin aut R. Engel verfasserin aut M. Erdmann verfasserin aut M. Erfani verfasserin aut C.O. Escobar verfasserin aut J. 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Kemp verfasserin aut R.M. Kieckhafer verfasserin aut H.O. Klages verfasserin aut M. Kleifges verfasserin aut J. Kleinfeller verfasserin aut R. Krause verfasserin aut N. Krohm verfasserin aut D. Kuempel verfasserin aut G. Kukec Mezek verfasserin aut N. Kunka verfasserin aut A. Kuotb Awad verfasserin aut D. LaHurd verfasserin aut L. Latronico verfasserin aut M. Lauscher verfasserin aut P. Lautridou verfasserin aut P. Lebrun verfasserin aut R. Legumina verfasserin aut M.A. Leigui de Oliveira verfasserin aut A. Letessier-Selvon verfasserin aut I. Lhenry-Yvon verfasserin aut K. Link verfasserin aut L. Lopes verfasserin aut R. López verfasserin aut A. López Casado verfasserin aut Q. Luce verfasserin aut A. Lucero verfasserin aut M. Malacari verfasserin aut M. Mallamaci verfasserin aut D. Mandat verfasserin aut P. Mantsch verfasserin aut A.G. Mariazzi verfasserin aut I.C. Mariş verfasserin aut G. Marsella verfasserin aut D. Martello verfasserin aut H. Martinez verfasserin aut O. Martínez Bravo verfasserin aut J.J. Masías Meza verfasserin aut H.J. Mathes verfasserin aut S. Mathys verfasserin aut J. Matthews verfasserin aut J.A.J. Matthews verfasserin aut G. Matthiae verfasserin aut E. Mayotte verfasserin aut P.O. Mazur verfasserin aut C. Medina verfasserin aut G. Medina-Tanco verfasserin aut D. Melo verfasserin aut A. Menshikov verfasserin aut S. Messina verfasserin aut M.I. Micheletti verfasserin aut L. Middendorf verfasserin aut I.A. Minaya verfasserin aut L. Miramonti verfasserin aut B. Mitrica verfasserin aut D. Mockler verfasserin aut L. Molina-Bueno verfasserin aut S. Mollerach verfasserin aut F. Montanet verfasserin aut C. Morello verfasserin aut M. Mostafá verfasserin aut G. Müller verfasserin aut M.A. Muller verfasserin aut S. Müller verfasserin aut I. Naranjo verfasserin aut S. Navas verfasserin aut L. Nellen verfasserin aut J. Neuser verfasserin aut P.H. Nguyen verfasserin aut M. Niculescu-Oglinzanu verfasserin aut M. Niechciol verfasserin aut L. 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Privitera verfasserin aut M. Prouza verfasserin aut E.J. Quel verfasserin aut S. Querchfeld verfasserin aut S. Quinn verfasserin aut R. Ramos-Pollant verfasserin aut J. Rautenberg verfasserin aut O. Ravel verfasserin aut D. Ravignani verfasserin aut D. Reinert verfasserin aut B. Revenu verfasserin aut J. Ridky verfasserin aut M. Risse verfasserin aut P. Ristori verfasserin aut V. Rizi verfasserin aut W. Rodrigues de Carvalho verfasserin aut G. Rodriguez Fernandez verfasserin aut J. Rodriguez Rojo verfasserin aut M.D. Rodríguez-Frías verfasserin aut D. Rogozin verfasserin aut J. Rosado verfasserin aut M. Roth verfasserin aut E. Roulet verfasserin aut A.C. Rovero verfasserin aut S.J. Saffi verfasserin aut A. Saftoiu verfasserin aut H. Salazar verfasserin aut A. Saleh verfasserin aut F. Salesa Greus verfasserin aut G. Salina verfasserin aut J.D. Sanabria Gomez verfasserin aut F. Sánchez verfasserin aut P. Sanchez-Lucas verfasserin aut E.M. Santos verfasserin aut E. Santos verfasserin aut F. Sarazin verfasserin aut B. Sarkar verfasserin aut R. Sarmento verfasserin aut C. Sarmiento-Cano verfasserin aut R. Sato verfasserin aut C. Scarso verfasserin aut M. Schauer verfasserin aut V. Scherini verfasserin aut H. Schieler verfasserin aut D. Schmidt verfasserin aut O. Scholten verfasserin aut P. Schovánek verfasserin aut F.G. Schröder verfasserin aut A. Schulz verfasserin aut J. Schulz verfasserin aut J. Schumacher verfasserin aut S.J. Sciutto verfasserin aut A. Segreto verfasserin aut M. Settimo verfasserin aut A. Shadkam verfasserin aut R.C. Shellard verfasserin aut G. Sigl verfasserin aut G. Silli verfasserin aut O. Sima verfasserin aut A. Śmiałkowski verfasserin aut R. Šmída verfasserin aut G.R. Snow verfasserin aut P. Sommers verfasserin aut S. Sonntag verfasserin aut J. Sorokin verfasserin aut R. Squartini verfasserin aut D. Stanca verfasserin aut S. Stanič verfasserin aut J. Stasielak verfasserin aut F. Strafella verfasserin aut F. Suarez verfasserin aut M. Suarez Durán verfasserin aut T. Sudholz verfasserin aut T. Suomijärvi verfasserin aut A.D. Supanitsky verfasserin aut M.S. Sutherland verfasserin aut J. Swain verfasserin aut Z. Szadkowski verfasserin aut O.A. Taborda verfasserin aut A. Tapia verfasserin aut A. Tepe verfasserin aut V.M. Theodoro verfasserin aut C. Timmermans verfasserin aut C.J. Todero Peixoto verfasserin aut L. Tomankova verfasserin aut B. Tomé verfasserin aut A. Tonachini verfasserin aut G. Torralba Elipe verfasserin aut D. Torres Machado verfasserin aut M. Torri verfasserin aut P. Travnicek verfasserin aut M. Trini verfasserin aut R. Ulrich verfasserin aut M. Unger verfasserin aut M. Urban verfasserin aut A. Valbuena-Delgado verfasserin aut J.F. Valdés Galicia verfasserin aut I. Valiño verfasserin aut L. Valore verfasserin aut G. van Aar verfasserin aut P. van Bodegom verfasserin aut A.M. van den Berg verfasserin aut A. van Vliet verfasserin aut E. Varela verfasserin aut B. Vargas Cárdenas verfasserin aut G. Varner verfasserin aut J.R. Vázquez verfasserin aut R.A. Vázquez verfasserin aut D. Veberič verfasserin aut V. Verzi verfasserin aut J. Vicha verfasserin aut L. Villaseñor verfasserin aut S. Vorobiov verfasserin aut H. Wahlberg verfasserin aut O. Wainberg verfasserin aut D. Walz verfasserin aut A.A. Watson verfasserin aut M. Weber verfasserin aut A. Weindl verfasserin aut L. Wiencke verfasserin aut H. Wilczyński verfasserin aut T. Winchen verfasserin aut D. Wittkowski verfasserin aut B. Wundheiler verfasserin aut S. Wykes verfasserin aut L. Yang verfasserin aut D. Yelos verfasserin aut P. Younk verfasserin aut A. Yushkov verfasserin aut E. Zas verfasserin aut D. Zavrtanik verfasserin aut M. Zavrtanik verfasserin aut A. Zepeda verfasserin aut B. Zimmermann verfasserin aut M. Ziolkowski verfasserin aut Z. Zong verfasserin aut F. Zuccarello verfasserin aut In Physics Letters B Elsevier, 2015 762(2016), Seite 288-295 (DE-627)266015360 (DE-600)1466612-1 18732445 nnns volume:762 year:2016 pages:288-295 https://doi.org/10.1016/j.physletb.2016.09.039 kostenfrei https://doaj.org/article/178bf9fc316c404ba154c8a9881eb2d2 kostenfrei http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269316305433 kostenfrei https://doaj.org/toc/0370-2693 Journal toc kostenfrei GBV_USEFLAG_A SYSFLAG_A GBV_DOAJ GBV_ILN_20 GBV_ILN_22 GBV_ILN_23 GBV_ILN_24 GBV_ILN_31 GBV_ILN_32 GBV_ILN_39 GBV_ILN_40 GBV_ILN_60 GBV_ILN_62 GBV_ILN_63 GBV_ILN_65 GBV_ILN_69 GBV_ILN_70 GBV_ILN_73 GBV_ILN_74 GBV_ILN_90 GBV_ILN_95 GBV_ILN_100 GBV_ILN_101 GBV_ILN_105 GBV_ILN_110 GBV_ILN_120 GBV_ILN_150 GBV_ILN_151 GBV_ILN_161 GBV_ILN_170 GBV_ILN_187 GBV_ILN_213 GBV_ILN_224 GBV_ILN_230 GBV_ILN_285 GBV_ILN_293 GBV_ILN_370 GBV_ILN_602 GBV_ILN_702 GBV_ILN_2004 GBV_ILN_2005 GBV_ILN_2014 GBV_ILN_2025 GBV_ILN_2034 GBV_ILN_2044 GBV_ILN_2048 GBV_ILN_2064 GBV_ILN_2111 GBV_ILN_2153 GBV_ILN_2190 GBV_ILN_2336 GBV_ILN_4012 GBV_ILN_4037 GBV_ILN_4112 GBV_ILN_4125 GBV_ILN_4126 GBV_ILN_4249 GBV_ILN_4251 GBV_ILN_4305 GBV_ILN_4306 GBV_ILN_4307 GBV_ILN_4313 GBV_ILN_4322 GBV_ILN_4323 GBV_ILN_4324 GBV_ILN_4325 GBV_ILN_4335 GBV_ILN_4338 GBV_ILN_4367 GBV_ILN_4700 AR 762 2016 288-295
allfields_unstemmed	10.1016/j.physletb.2016.09.039 doi (DE-627)DOAJ054546613 (DE-599)DOAJ178bf9fc316c404ba154c8a9881eb2d2 DE-627 ger DE-627 rakwb eng QC1-999 A. Aab verfasserin aut Evidence for a mixed mass composition at the ‘ankle’ in the cosmic-ray spectrum 2016 Text txt rdacontent Computermedien c rdamedia Online-Ressource cr rdacarrier We report a first measurement for ultrahigh energy cosmic rays of the correlation between the depth of shower maximum and the signal in the water Cherenkov stations of air-showers registered simultaneously by the fluorescence and the surface detectors of the Pierre Auger Observatory. Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle Physics P. Abreu verfasserin aut M. Aglietta verfasserin aut E.J. Ahn verfasserin aut I. Al Samarai verfasserin aut I.F.M. Albuquerque verfasserin aut I. Allekotte verfasserin aut P. Allison verfasserin aut A. Almela verfasserin aut J. Alvarez Castillo verfasserin aut J. Alvarez-Muñiz verfasserin aut M. Ambrosio verfasserin aut G.A. Anastasi verfasserin aut L. Anchordoqui verfasserin aut B. Andrada verfasserin aut S. Andringa verfasserin aut C. Aramo verfasserin aut F. Arqueros verfasserin aut N. Arsene verfasserin aut H. Asorey verfasserin aut P. Assis verfasserin aut J. Aublin verfasserin aut G. Avila verfasserin aut A.M. Badescu verfasserin aut A. Balaceanu verfasserin aut C. Baus verfasserin aut J.J. Beatty verfasserin aut K.H. Becker verfasserin aut J.A. Bellido verfasserin aut C. Berat verfasserin aut M.E. Bertaina verfasserin aut P.L. Biermann verfasserin aut P. Billoir verfasserin aut J. Biteau verfasserin aut S.G. Blaess verfasserin aut A. Blanco verfasserin aut J. Blazek verfasserin aut C. Bleve verfasserin aut M. Boháčová verfasserin aut D. Boncioli verfasserin aut C. Bonifazi verfasserin aut N. Borodai verfasserin aut A.M. Botti verfasserin aut J. Brack verfasserin aut I. Brancus verfasserin aut T. Bretz verfasserin aut A. Bridgeman verfasserin aut F.L. Briechle verfasserin aut P. Buchholz verfasserin aut A. Bueno verfasserin aut S. Buitink verfasserin aut M. Buscemi verfasserin aut K.S. Caballero-Mora verfasserin aut B. Caccianiga verfasserin aut L. Caccianiga verfasserin aut A. Cancio verfasserin aut F. Canfora verfasserin aut L. Caramete verfasserin aut R. Caruso verfasserin aut A. Castellina verfasserin aut G. Cataldi verfasserin aut L. Cazon verfasserin aut R. Cester verfasserin aut A.G. Chavez verfasserin aut A. Chiavassa verfasserin aut J.A. Chinellato verfasserin aut J. Chudoba verfasserin aut R.W. Clay verfasserin aut R. Colalillo verfasserin aut A. Coleman verfasserin aut L. Collica verfasserin aut M.R. Coluccia verfasserin aut R. Conceição verfasserin aut F. Contreras verfasserin aut M.J. Cooper verfasserin aut S. Coutu verfasserin aut C.E. Covault verfasserin aut J. Cronin verfasserin aut R. Dallier verfasserin aut S. D'Amico verfasserin aut B. Daniel verfasserin aut S. Dasso verfasserin aut K. Daumiller verfasserin aut B.R. Dawson verfasserin aut R.M. de Almeida verfasserin aut S.J. de Jong verfasserin aut G. De Mauro verfasserin aut J.R.T. de Mello Neto verfasserin aut I. De Mitri verfasserin aut J. de Oliveira verfasserin aut V. de Souza verfasserin aut J. Debatin verfasserin aut L. del Peral verfasserin aut O. Deligny verfasserin aut C. Di Giulio verfasserin aut A. Di Matteo verfasserin aut M.L. Díaz Castro verfasserin aut F. Diogo verfasserin aut C. Dobrigkeit verfasserin aut J.C. D'Olivo verfasserin aut A. Dorofeev verfasserin aut R.C. dos Anjos verfasserin aut M.T. Dova verfasserin aut A. Dundovic verfasserin aut J. Ebr verfasserin aut R. Engel verfasserin aut M. Erdmann verfasserin aut M. Erfani verfasserin aut C.O. Escobar verfasserin aut J. Espadanal verfasserin aut A. Etchegoyen verfasserin aut H. Falcke verfasserin aut K. Fang verfasserin aut G. Farrar verfasserin aut A.C. Fauth verfasserin aut N. Fazzini verfasserin aut B. Fick verfasserin aut J.M. Figueira verfasserin aut A. Filevich verfasserin aut A. Filipčič verfasserin aut O. Fratu verfasserin aut M.M. Freire verfasserin aut T. Fujii verfasserin aut A. Fuster verfasserin aut B. García verfasserin aut D. Garcia-Pinto verfasserin aut F. Gaté verfasserin aut H. Gemmeke verfasserin aut A. Gherghel-Lascu verfasserin aut P.L. Ghia verfasserin aut U. Giaccari verfasserin aut M. Giammarchi verfasserin aut M. Giller verfasserin aut D. Głas verfasserin aut C. Glaser verfasserin aut H. Glass verfasserin aut G. Golup verfasserin aut M. Gómez Berisso verfasserin aut P.F. Gómez Vitale verfasserin aut N. González verfasserin aut B. Gookin verfasserin aut J. Gordon verfasserin aut A. Gorgi verfasserin aut P. Gorham verfasserin aut P. Gouffon verfasserin aut A.F. Grillo verfasserin aut T.D. Grubb verfasserin aut F. Guarino verfasserin aut G.P. Guedes verfasserin aut M.R. Hampel verfasserin aut P. Hansen verfasserin aut D. Harari verfasserin aut T.A. Harrison verfasserin aut J.L. Harton verfasserin aut Q. Hasankiadeh verfasserin aut A. Haungs verfasserin aut T. Hebbeker verfasserin aut D. Heck verfasserin aut P. Heimann verfasserin aut A.E. Herve verfasserin aut G.C. Hill verfasserin aut C. Hojvat verfasserin aut E. Holt verfasserin aut P. Homola verfasserin aut J.R. Hörandel verfasserin aut P. Horvath verfasserin aut M. Hrabovský verfasserin aut T. Huege verfasserin aut J. Hulsman verfasserin aut A. Insolia verfasserin aut P.G. Isar verfasserin aut I. Jandt verfasserin aut S. Jansen verfasserin aut J.A. Johnsen verfasserin aut M. Josebachuili verfasserin aut A. Kääpä verfasserin aut O. Kambeitz verfasserin aut K.H. Kampert verfasserin aut P. Kasper verfasserin aut I. Katkov verfasserin aut B. Keilhauer verfasserin aut E. Kemp verfasserin aut R.M. Kieckhafer verfasserin aut H.O. Klages verfasserin aut M. Kleifges verfasserin aut J. Kleinfeller verfasserin aut R. Krause verfasserin aut N. Krohm verfasserin aut D. Kuempel verfasserin aut G. Kukec Mezek verfasserin aut N. Kunka verfasserin aut A. Kuotb Awad verfasserin aut D. LaHurd verfasserin aut L. Latronico verfasserin aut M. Lauscher verfasserin aut P. Lautridou verfasserin aut P. Lebrun verfasserin aut R. Legumina verfasserin aut M.A. Leigui de Oliveira verfasserin aut A. Letessier-Selvon verfasserin aut I. Lhenry-Yvon verfasserin aut K. Link verfasserin aut L. Lopes verfasserin aut R. López verfasserin aut A. López Casado verfasserin aut Q. Luce verfasserin aut A. Lucero verfasserin aut M. Malacari verfasserin aut M. Mallamaci verfasserin aut D. Mandat verfasserin aut P. Mantsch verfasserin aut A.G. Mariazzi verfasserin aut I.C. Mariş verfasserin aut G. Marsella verfasserin aut D. Martello verfasserin aut H. Martinez verfasserin aut O. Martínez Bravo verfasserin aut J.J. Masías Meza verfasserin aut H.J. Mathes verfasserin aut S. Mathys verfasserin aut J. Matthews verfasserin aut J.A.J. Matthews verfasserin aut G. Matthiae verfasserin aut E. Mayotte verfasserin aut P.O. Mazur verfasserin aut C. Medina verfasserin aut G. Medina-Tanco verfasserin aut D. Melo verfasserin aut A. Menshikov verfasserin aut S. Messina verfasserin aut M.I. Micheletti verfasserin aut L. Middendorf verfasserin aut I.A. Minaya verfasserin aut L. Miramonti verfasserin aut B. Mitrica verfasserin aut D. Mockler verfasserin aut L. Molina-Bueno verfasserin aut S. Mollerach verfasserin aut F. Montanet verfasserin aut C. Morello verfasserin aut M. Mostafá verfasserin aut G. Müller verfasserin aut M.A. Muller verfasserin aut S. Müller verfasserin aut I. Naranjo verfasserin aut S. Navas verfasserin aut L. Nellen verfasserin aut J. Neuser verfasserin aut P.H. Nguyen verfasserin aut M. Niculescu-Oglinzanu verfasserin aut M. Niechciol verfasserin aut L. 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The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle Physics P. Abreu verfasserin aut M. Aglietta verfasserin aut E.J. Ahn verfasserin aut I. Al Samarai verfasserin aut I.F.M. Albuquerque verfasserin aut I. Allekotte verfasserin aut P. Allison verfasserin aut A. Almela verfasserin aut J. Alvarez Castillo verfasserin aut J. Alvarez-Muñiz verfasserin aut M. Ambrosio verfasserin aut G.A. Anastasi verfasserin aut L. Anchordoqui verfasserin aut B. Andrada verfasserin aut S. Andringa verfasserin aut C. Aramo verfasserin aut F. Arqueros verfasserin aut N. Arsene verfasserin aut H. Asorey verfasserin aut P. Assis verfasserin aut J. Aublin verfasserin aut G. Avila verfasserin aut A.M. Badescu verfasserin aut A. Balaceanu verfasserin aut C. Baus verfasserin aut J.J. Beatty verfasserin aut K.H. Becker verfasserin aut J.A. Bellido verfasserin aut C. Berat verfasserin aut M.E. Bertaina verfasserin aut P.L. Biermann verfasserin aut P. Billoir verfasserin aut J. Biteau verfasserin aut S.G. Blaess verfasserin aut A. Blanco verfasserin aut J. Blazek verfasserin aut C. Bleve verfasserin aut M. Boháčová verfasserin aut D. 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The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle Physics P. Abreu verfasserin aut M. Aglietta verfasserin aut E.J. Ahn verfasserin aut I. Al Samarai verfasserin aut I.F.M. Albuquerque verfasserin aut I. Allekotte verfasserin aut P. Allison verfasserin aut A. Almela verfasserin aut J. Alvarez Castillo verfasserin aut J. Alvarez-Muñiz verfasserin aut M. Ambrosio verfasserin aut G.A. Anastasi verfasserin aut L. Anchordoqui verfasserin aut B. Andrada verfasserin aut S. Andringa verfasserin aut C. Aramo verfasserin aut F. Arqueros verfasserin aut N. Arsene verfasserin aut H. Asorey verfasserin aut P. Assis verfasserin aut J. Aublin verfasserin aut G. Avila verfasserin aut A.M. Badescu verfasserin aut A. Balaceanu verfasserin aut C. Baus verfasserin aut J.J. Beatty verfasserin aut K.H. Becker verfasserin aut J.A. Bellido verfasserin aut C. Berat verfasserin aut M.E. Bertaina verfasserin aut P.L. Biermann verfasserin aut P. Billoir verfasserin aut J. Biteau verfasserin aut S.G. Blaess verfasserin aut A. Blanco verfasserin aut J. Blazek verfasserin aut C. Bleve verfasserin aut M. Boháčová verfasserin aut D. Boncioli verfasserin aut C. Bonifazi verfasserin aut N. Borodai verfasserin aut A.M. Botti verfasserin aut J. Brack verfasserin aut I. Brancus verfasserin aut T. Bretz verfasserin aut A. Bridgeman verfasserin aut F.L. Briechle verfasserin aut P. Buchholz verfasserin aut A. Bueno verfasserin aut S. Buitink verfasserin aut M. Buscemi verfasserin aut K.S. Caballero-Mora verfasserin aut B. Caccianiga verfasserin aut L. Caccianiga verfasserin aut A. Cancio verfasserin aut F. Canfora verfasserin aut L. Caramete verfasserin aut R. Caruso verfasserin aut A. Castellina verfasserin aut G. Cataldi verfasserin aut L. Cazon verfasserin aut R. Cester verfasserin aut A.G. Chavez verfasserin aut A. Chiavassa verfasserin aut J.A. Chinellato verfasserin aut J. Chudoba verfasserin aut R.W. Clay verfasserin aut R. Colalillo verfasserin aut A. Coleman verfasserin aut L. Collica verfasserin aut M.R. Coluccia verfasserin aut R. Conceição verfasserin aut F. Contreras verfasserin aut M.J. Cooper verfasserin aut S. Coutu verfasserin aut C.E. Covault verfasserin aut J. Cronin verfasserin aut R. Dallier verfasserin aut S. D'Amico verfasserin aut B. Daniel verfasserin aut S. Dasso verfasserin aut K. Daumiller verfasserin aut B.R. Dawson verfasserin aut R.M. de Almeida verfasserin aut S.J. de Jong verfasserin aut G. De Mauro verfasserin aut J.R.T. de Mello Neto verfasserin aut I. De Mitri verfasserin aut J. de Oliveira verfasserin aut V. de Souza verfasserin aut J. Debatin verfasserin aut L. del Peral verfasserin aut O. Deligny verfasserin aut C. Di Giulio verfasserin aut A. Di Matteo verfasserin aut M.L. Díaz Castro verfasserin aut F. Diogo verfasserin aut C. Dobrigkeit verfasserin aut J.C. D'Olivo verfasserin aut A. Dorofeev verfasserin aut R.C. dos Anjos verfasserin aut M.T. Dova verfasserin aut A. Dundovic verfasserin aut J. Ebr verfasserin aut R. Engel verfasserin aut M. Erdmann verfasserin aut M. Erfani verfasserin aut C.O. Escobar verfasserin aut J. Espadanal verfasserin aut A. Etchegoyen verfasserin aut H. Falcke verfasserin aut K. Fang verfasserin aut G. Farrar verfasserin aut A.C. Fauth verfasserin aut N. Fazzini verfasserin aut B. Fick verfasserin aut J.M. Figueira verfasserin aut A. Filevich verfasserin aut A. Filipčič verfasserin aut O. Fratu verfasserin aut M.M. Freire verfasserin aut T. Fujii verfasserin aut A. Fuster verfasserin aut B. García verfasserin aut D. Garcia-Pinto verfasserin aut F. Gaté verfasserin aut H. Gemmeke verfasserin aut A. Gherghel-Lascu verfasserin aut P.L. Ghia verfasserin aut U. Giaccari verfasserin aut M. Giammarchi verfasserin aut M. Giller verfasserin aut D. Głas verfasserin aut C. Glaser verfasserin aut H. Glass verfasserin aut G. Golup verfasserin aut M. Gómez Berisso verfasserin aut P.F. Gómez Vitale verfasserin aut N. González verfasserin aut B. Gookin verfasserin aut J. Gordon verfasserin aut A. Gorgi verfasserin aut P. Gorham verfasserin aut P. Gouffon verfasserin aut A.F. Grillo verfasserin aut T.D. Grubb verfasserin aut F. Guarino verfasserin aut G.P. Guedes verfasserin aut M.R. Hampel verfasserin aut P. Hansen verfasserin aut D. Harari verfasserin aut T.A. Harrison verfasserin aut J.L. Harton verfasserin aut Q. Hasankiadeh verfasserin aut A. Haungs verfasserin aut T. Hebbeker verfasserin aut D. Heck verfasserin aut P. Heimann verfasserin aut A.E. Herve verfasserin aut G.C. Hill verfasserin aut C. Hojvat verfasserin aut E. Holt verfasserin aut P. Homola verfasserin aut J.R. Hörandel verfasserin aut P. Horvath verfasserin aut M. Hrabovský verfasserin aut T. Huege verfasserin aut J. Hulsman verfasserin aut A. Insolia verfasserin aut P.G. Isar verfasserin aut I. Jandt verfasserin aut S. Jansen verfasserin aut J.A. Johnsen verfasserin aut M. Josebachuili verfasserin aut A. Kääpä verfasserin aut O. Kambeitz verfasserin aut K.H. Kampert verfasserin aut P. Kasper verfasserin aut I. Katkov verfasserin aut B. Keilhauer verfasserin aut E. Kemp verfasserin aut R.M. Kieckhafer verfasserin aut H.O. Klages verfasserin aut M. Kleifges verfasserin aut J. Kleinfeller verfasserin aut R. Krause verfasserin aut N. Krohm verfasserin aut D. Kuempel verfasserin aut G. Kukec Mezek verfasserin aut N. Kunka verfasserin aut A. Kuotb Awad verfasserin aut D. LaHurd verfasserin aut L. Latronico verfasserin aut M. Lauscher verfasserin aut P. Lautridou verfasserin aut P. Lebrun verfasserin aut R. Legumina verfasserin aut M.A. Leigui de Oliveira verfasserin aut A. Letessier-Selvon verfasserin aut I. Lhenry-Yvon verfasserin aut K. Link verfasserin aut L. Lopes verfasserin aut R. López verfasserin aut A. López Casado verfasserin aut Q. Luce verfasserin aut A. Lucero verfasserin aut M. Malacari verfasserin aut M. Mallamaci verfasserin aut D. Mandat verfasserin aut P. Mantsch verfasserin aut A.G. Mariazzi verfasserin aut I.C. Mariş verfasserin aut G. Marsella verfasserin aut D. Martello verfasserin aut H. Martinez verfasserin aut O. Martínez Bravo verfasserin aut J.J. Masías Meza verfasserin aut H.J. Mathes verfasserin aut S. Mathys verfasserin aut J. Matthews verfasserin aut J.A.J. Matthews verfasserin aut G. Matthiae verfasserin aut E. Mayotte verfasserin aut P.O. Mazur verfasserin aut C. Medina verfasserin aut G. Medina-Tanco verfasserin aut D. Melo verfasserin aut A. Menshikov verfasserin aut S. Messina verfasserin aut M.I. Micheletti verfasserin aut L. Middendorf verfasserin aut I.A. Minaya verfasserin aut L. Miramonti verfasserin aut B. Mitrica verfasserin aut D. Mockler verfasserin aut L. Molina-Bueno verfasserin aut S. Mollerach verfasserin aut F. Montanet verfasserin aut C. Morello verfasserin aut M. Mostafá verfasserin aut G. Müller verfasserin aut M.A. Muller verfasserin aut S. Müller verfasserin aut I. Naranjo verfasserin aut S. Navas verfasserin aut L. Nellen verfasserin aut J. Neuser verfasserin aut P.H. Nguyen verfasserin aut M. Niculescu-Oglinzanu verfasserin aut M. Niechciol verfasserin aut L. Niemietz verfasserin aut T. Niggemann verfasserin aut D. Nitz verfasserin aut D. Nosek verfasserin aut V. Novotny verfasserin aut H. Nožka verfasserin aut L.A. Núñez verfasserin aut L. Ochilo verfasserin aut F. Oikonomou verfasserin aut A. Olinto verfasserin aut D. Pakk Selmi-Dei verfasserin aut M. Palatka verfasserin aut J. Pallotta verfasserin aut P. Papenbreer verfasserin aut G. Parente verfasserin aut A. Parra verfasserin aut T. Paul verfasserin aut M. Pech verfasserin aut F. Pedreira verfasserin aut J. Pȩkala verfasserin aut R. Pelayo verfasserin aut J. Peña-Rodriguez verfasserin aut L.A.S. Pereira verfasserin aut L. Perrone verfasserin aut C. Peters verfasserin aut S. Petrera verfasserin aut J. Phuntsok verfasserin aut R. Piegaia verfasserin aut T. Pierog verfasserin aut P. Pieroni verfasserin aut M. Pimenta verfasserin aut V. Pirronello verfasserin aut M. Platino verfasserin aut M. Plum verfasserin aut C. Porowski verfasserin aut R.R. Prado verfasserin aut P. Privitera verfasserin aut M. Prouza verfasserin aut E.J. Quel verfasserin aut S. Querchfeld verfasserin aut S. Quinn verfasserin aut R. Ramos-Pollant verfasserin aut J. Rautenberg verfasserin aut O. Ravel verfasserin aut D. Ravignani verfasserin aut D. Reinert verfasserin aut B. Revenu verfasserin aut J. Ridky verfasserin aut M. Risse verfasserin aut P. Ristori verfasserin aut V. Rizi verfasserin aut W. Rodrigues de Carvalho verfasserin aut G. Rodriguez Fernandez verfasserin aut J. Rodriguez Rojo verfasserin aut M.D. Rodríguez-Frías verfasserin aut D. Rogozin verfasserin aut J. Rosado verfasserin aut M. Roth verfasserin aut E. Roulet verfasserin aut A.C. Rovero verfasserin aut S.J. Saffi verfasserin aut A. Saftoiu verfasserin aut H. Salazar verfasserin aut A. Saleh verfasserin aut F. Salesa Greus verfasserin aut G. Salina verfasserin aut J.D. Sanabria Gomez verfasserin aut F. Sánchez verfasserin aut P. Sanchez-Lucas verfasserin aut E.M. Santos verfasserin aut E. Santos verfasserin aut F. Sarazin verfasserin aut B. Sarkar verfasserin aut R. Sarmento verfasserin aut C. Sarmiento-Cano verfasserin aut R. Sato verfasserin aut C. Scarso verfasserin aut M. Schauer verfasserin aut V. Scherini verfasserin aut H. Schieler verfasserin aut D. Schmidt verfasserin aut O. Scholten verfasserin aut P. Schovánek verfasserin aut F.G. Schröder verfasserin aut A. Schulz verfasserin aut J. Schulz verfasserin aut J. Schumacher verfasserin aut S.J. Sciutto verfasserin aut A. Segreto verfasserin aut M. Settimo verfasserin aut A. Shadkam verfasserin aut R.C. Shellard verfasserin aut G. Sigl verfasserin aut G. Silli verfasserin aut O. Sima verfasserin aut A. Śmiałkowski verfasserin aut R. Šmída verfasserin aut G.R. Snow verfasserin aut P. Sommers verfasserin aut S. Sonntag verfasserin aut J. Sorokin verfasserin aut R. Squartini verfasserin aut D. Stanca verfasserin aut S. Stanič verfasserin aut J. Stasielak verfasserin aut F. Strafella verfasserin aut F. Suarez verfasserin aut M. Suarez Durán verfasserin aut T. Sudholz verfasserin aut T. Suomijärvi verfasserin aut A.D. Supanitsky verfasserin aut M.S. Sutherland verfasserin aut J. Swain verfasserin aut Z. Szadkowski verfasserin aut O.A. Taborda verfasserin aut A. Tapia verfasserin aut A. Tepe verfasserin aut V.M. Theodoro verfasserin aut C. Timmermans verfasserin aut C.J. Todero Peixoto verfasserin aut L. Tomankova verfasserin aut B. Tomé verfasserin aut A. Tonachini verfasserin aut G. Torralba Elipe verfasserin aut D. Torres Machado verfasserin aut M. Torri verfasserin aut P. Travnicek verfasserin aut M. Trini verfasserin aut R. Ulrich verfasserin aut M. Unger verfasserin aut M. Urban verfasserin aut A. Valbuena-Delgado verfasserin aut J.F. Valdés Galicia verfasserin aut I. Valiño verfasserin aut L. Valore verfasserin aut G. van Aar verfasserin aut P. van Bodegom verfasserin aut A.M. van den Berg verfasserin aut A. van Vliet verfasserin aut E. Varela verfasserin aut B. Vargas Cárdenas verfasserin aut G. Varner verfasserin aut J.R. Vázquez verfasserin aut R.A. Vázquez verfasserin aut D. Veberič verfasserin aut V. Verzi verfasserin aut J. Vicha verfasserin aut L. Villaseñor verfasserin aut S. Vorobiov verfasserin aut H. Wahlberg verfasserin aut O. Wainberg verfasserin aut D. Walz verfasserin aut A.A. Watson verfasserin aut M. Weber verfasserin aut A. Weindl verfasserin aut L. Wiencke verfasserin aut H. Wilczyński verfasserin aut T. Winchen verfasserin aut D. Wittkowski verfasserin aut B. Wundheiler verfasserin aut S. Wykes verfasserin aut L. Yang verfasserin aut D. Yelos verfasserin aut P. Younk verfasserin aut A. Yushkov verfasserin aut E. Zas verfasserin aut D. Zavrtanik verfasserin aut M. Zavrtanik verfasserin aut A. Zepeda verfasserin aut B. Zimmermann verfasserin aut M. Ziolkowski verfasserin aut Z. Zong verfasserin aut F. Zuccarello verfasserin aut In Physics Letters B Elsevier, 2015 762(2016), Seite 288-295 (DE-627)266015360 (DE-600)1466612-1 18732445 nnns volume:762 year:2016 pages:288-295 https://doi.org/10.1016/j.physletb.2016.09.039 kostenfrei https://doaj.org/article/178bf9fc316c404ba154c8a9881eb2d2 kostenfrei http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269316305433 kostenfrei https://doaj.org/toc/0370-2693 Journal toc kostenfrei GBV_USEFLAG_A SYSFLAG_A GBV_DOAJ GBV_ILN_20 GBV_ILN_22 GBV_ILN_23 GBV_ILN_24 GBV_ILN_31 GBV_ILN_32 GBV_ILN_39 GBV_ILN_40 GBV_ILN_60 GBV_ILN_62 GBV_ILN_63 GBV_ILN_65 GBV_ILN_69 GBV_ILN_70 GBV_ILN_73 GBV_ILN_74 GBV_ILN_90 GBV_ILN_95 GBV_ILN_100 GBV_ILN_101 GBV_ILN_105 GBV_ILN_110 GBV_ILN_120 GBV_ILN_150 GBV_ILN_151 GBV_ILN_161 GBV_ILN_170 GBV_ILN_187 GBV_ILN_213 GBV_ILN_224 GBV_ILN_230 GBV_ILN_285 GBV_ILN_293 GBV_ILN_370 GBV_ILN_602 GBV_ILN_702 GBV_ILN_2004 GBV_ILN_2005 GBV_ILN_2014 GBV_ILN_2025 GBV_ILN_2034 GBV_ILN_2044 GBV_ILN_2048 GBV_ILN_2064 GBV_ILN_2111 GBV_ILN_2153 GBV_ILN_2190 GBV_ILN_2336 GBV_ILN_4012 GBV_ILN_4037 GBV_ILN_4112 GBV_ILN_4125 GBV_ILN_4126 GBV_ILN_4249 GBV_ILN_4251 GBV_ILN_4305 GBV_ILN_4306 GBV_ILN_4307 GBV_ILN_4313 GBV_ILN_4322 GBV_ILN_4323 GBV_ILN_4324 GBV_ILN_4325 GBV_ILN_4335 GBV_ILN_4338 GBV_ILN_4367 GBV_ILN_4700 AR 762 2016 288-295
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Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle</subfield></datafield><datafield tag="653" ind1=" " ind2="0"><subfield code="a">Physics</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">P. Abreu</subfield><subfield code="e">verfasserin</subfield><subfield code="4">aut</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">M. Aglietta</subfield><subfield code="e">verfasserin</subfield><subfield code="4">aut</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">E.J. Ahn</subfield><subfield code="e">verfasserin</subfield><subfield code="4">aut</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">I. 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abstract	We report a first measurement for ultrahigh energy cosmic rays of the correlation between the depth of shower maximum and the signal in the water Cherenkov stations of air-showers registered simultaneously by the fluorescence and the surface detectors of the Pierre Auger Observatory. Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle
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author2Str	P. Abreu M. Aglietta E.J. Ahn I. Al Samarai I.F.M. Albuquerque I. Allekotte P. Allison A. Almela J. Alvarez Castillo J. Alvarez-Muñiz M. Ambrosio G.A. Anastasi L. Anchordoqui B. Andrada S. Andringa C. Aramo F. Arqueros N. Arsene H. Asorey P. Assis J. Aublin G. Avila A.M. Badescu A. Balaceanu C. Baus J.J. Beatty K.H. Becker J.A. Bellido C. Berat M.E. Bertaina P.L. Biermann P. Billoir J. Biteau S.G. Blaess A. Blanco J. Blazek C. Bleve M. Boháčová D. Boncioli C. Bonifazi N. Borodai A.M. Botti J. Brack I. Brancus T. Bretz A. Bridgeman F.L. Briechle P. Buchholz A. Bueno S. Buitink M. Buscemi K.S. Caballero-Mora B. Caccianiga L. Caccianiga A. Cancio F. Canfora L. Caramete R. Caruso A. Castellina G. Cataldi L. Cazon R. Cester A.G. Chavez A. Chiavassa J.A. Chinellato J. Chudoba R.W. Clay R. Colalillo A. Coleman L. Collica M.R. Coluccia R. Conceição F. Contreras M.J. Cooper S. Coutu C.E. Covault J. Cronin R. Dallier S. D'Amico B. Daniel S. Dasso K. Daumiller B.R. 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Such a correlation measurement is a unique feature of a hybrid air-shower observatory with sensitivity to both the electromagnetic and muonic components. It allows an accurate determination of the spread of primary masses in the cosmic-ray flux. Up till now, constraints on the spread of primary masses have been dominated by systematic uncertainties. The present correlation measurement is not affected by systematics in the measurement of the depth of shower maximum or the signal in the water Cherenkov stations. The analysis relies on general characteristics of air showers and is thus robust also with respect to uncertainties in hadronic event generators. The observed correlation in the energy range around the ‘ankle’ at lg⁡(E/eV)=18.5–19.0 differs significantly from expectations for pure primary cosmic-ray compositions. A light composition made up of proton and helium only is equally inconsistent with observations. The data are explained well by a mixed composition including nuclei with mass A<4. Scenarios such as the proton dip model, with almost pure compositions, are thus disfavored as the sole explanation of the ultrahigh-energy cosmic-ray flux at Earth. Keywords: Pierre Auger Observatory, Cosmic rays, Mass composition, Ankle</subfield></datafield><datafield tag="653" ind1=" " ind2="0"><subfield code="a">Physics</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">P. Abreu</subfield><subfield code="e">verfasserin</subfield><subfield code="4">aut</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">M. Aglietta</subfield><subfield code="e">verfasserin</subfield><subfield code="4">aut</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">E.J. Ahn</subfield><subfield code="e">verfasserin</subfield><subfield code="4">aut</subfield></datafield><datafield tag="700" ind1="0" ind2=" "><subfield code="a">I. 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