Journal of Experimental and Theoretical Physics

, Volume 119, Issue 5, pp 848–853 | Cite as

Determination of the cascade-curve maximum depth from the muon component on the Yakutsk EAS array

Nuclei, Particles, Fields, Gravitation, and Astrophysics
  • 23 Downloads

Abstract

The lateral distribution of muons with a threshold E µ secθ GeV in extensive air showers with E 0 ≥ 1017 eV over the period of observations on the Yakutsk array from November 2011 to June 2013 has been investigated. It follows from this distribution that the cascade-curve maximum depth X m in the energy range (1–5) × 1017 eV increases relatively rapidly, because the cosmic-ray composition changes from iron nuclei dominating at E 0 ≈ 1017 eV to protons.

Keywords

Cherenkov Radiation Iron Nucleus Primary Proton Pierre Auger Observatory Yakutsk Array 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    A. V. Glushkov, V. M. Grigoriev, N. N. Efimov, M. L. Pravdin, O. S. Diminstein, and V. F. Sokurov, in Proceedings of the 16th International Cosmic Ray Conference (ICRC), Kyoto, Japan, August 6–18, 1979 (Kyoto, 1979), Vol. 8, p. 158.Google Scholar
  2. 2.
    A. V. Glushkov, N. N. Efimov, I. T. Makarov, and M. I. Pravdin, in Proceedings of the 19th International Cosmic Ray Conference (ICRC), La Jolla, California, United States, August 11–23, 1985 (La Jolla, 1985), Vol. 7, p. 48.Google Scholar
  3. 3.
    M. N. Dyakonov, A. A. Ivanov, S. P. Knurenko, V. A. Kolosov, I. Ye. Sleptsov, and G. G. Struchkov, in Proceedings of the 23th International Cosmic Ray Conference (ICRC), Calgary, Canada, July 19–30, 1993 (Calgary, 1993), Vol. 4, p. 303.Google Scholar
  4. 4.
    T. K. Gaisser, T. Stanev, S. Tilav, S. C. Corbato, H. Y. Dai, B. R. Dawson, J. W. Elbert, B. Emerson, D. B. Kieda, M. Luo, S. Ko, C. Larsen, E. C. Loh, M. H. Salamon, J. D. Smith, P. Sokolsky, P. Sommers, J. Tang, S. B. Thomas, and D. J. Bird, Phys. Rev. D: Part. Fields 47, 1919 (1993).ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    T. Abu-Zayyad, K. Belov, D. J. Bird, J. Boyer, Z. Cao, M. Catanese, G. F. Chen, R. W. Clay, C. E. Covault, H. Y. Dai, B. R. Dawson, J. W. Elbert, B. E. Fick, L. F. Fortson, J. W. Fowler, K. G. Gibbs, M. A. K. Glasmacher, K. D. Green, Y. Ho, A. Huang, C. C. Jui, M. J. Kidd, D. B. Kieda, B. C. Knapp, S. Ko, C. G. Larsen, W. Lee, E. C. Loh, E. J. Mannel, J. Matthews, J. N. Matthews, B. J. Newport, D. F. Nitz, R. A. Ong, K. M. Simpson, J. D. Smith, D. Sinclair, P. Sokolsky, P. Sommers, C. Song, J. K. K. Tang, S. B. Thomas, J. C. van der Velde, L. R. Wiencke, C. R. Wilkinson, S. Yoshida, and X. Z. Zhang, Astrophys. J. 557, 686 (2001).ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    J. Abraham, P. Abreu, M. Aglietta, E. J. Ahn, D. Allard, I. Allekotte, J. Allen, J. Alvarez-Muñiz, M. Ambrosio, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antičić, A. Anzalone, C. Aramo, E. Arganda, K. Arisaka, F. Arqueros, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, G. Avila, T. Bäcker, D. Badagnani, M. Balzer, K. B. Barber, A. F. Barbosa, S. L. C. Barroso, B. Baughman, P. Bauleo, J. J. Beatty, B. R. Becker, K. H. Becker, A. Bellétoile, J. A. Bellido, S. BenZvi, C. Berat, T. Bergmann, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, O. Blanch-Bigas, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, P. Brogueira, W. C. Brown, R. Bruijn, P. Buchholz, A. Bueno, R. E. Burton, N. G. Busca, K. S. Caballero-Mora, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, O. Catalano, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, A. Chou, J. Chudoba, R. W. Clay, E. Colombo, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, H. Cook, M. J. Cooper, J. Coppens, A. Cordier, U. Cotti, S. Coutu, C. E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, S. Dagoret-Campagne, R. Dallier, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. de Almeida, M. De Domenico, C. De Donato, S. J. de Jong, G. De La Vega, W. J. M. de Mello Junior, J. R. T. de Mello Neto, I. De Mitri, V. de Souza, K. D. de Vries, G. Decerprit, L. del Peral, O. Deligny, A. Della Selva, C. D. Fratte, H. Dembinski, C. Di Giulio, J. C. Diaz, M. L. D. Castro, P. N. Diep, C. Dobrigkeit, J.C. D’Olivo, P. N. Dong, A. Dorofeev, J. C. dos Anjos, M. T. Dova, D. D’Urso, I. Dutan, M. A. DuVernois, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, A. Etchegoyen, P. F. S. Luis, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. Ferrero, B. Fick, A. Filevich, A. Filipčič, I. Fleck, S. Fliescher, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, U. Fröhlich, W. Fulgione, R. F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, D. G. Gámez, D. Garcia-Pinto, X. Garrido, G. Gelmini, H. Gemmeke, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giller, H. Glass, L. M. Goggin, M. S. Gold, G. Golup, F. G. Albarracin, M. G. Berisso, P. Gonçalves, D. Gonzalez, J. G. Gonzalez, D. Góra, A. Gorgi, P. Gouffon, S. R. Gozzini, E. Grashorn, S. Grebe, M. Grigat, A. F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, J. D. Hague, V. Halenka, P. Hansen, D. Harari, S. Harmsma, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A. E. Herve, C. Hojvat, V. C. Holmes, P. Homola, J. R. Hörandel, A. Horneffer, M. Hrabovský, T. Huege, M. Hussain, M. Iarlori, A. Insolia, F. Ionita, A. Italiano, S. Jiraskova, K. Kadija, M. Kaducak, K. H. Kampert, T. Karova, P. Kasper, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, J. Kelley, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Knapik, J. Knapp, D.-H. Koang, A. Krieger, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, F. Kuehn, D. Kuempel, K. Kulbartz, N. Kunka, A. Kusenko, G. La Rosa, C. Lachaud, B. L. Lago, P. Lautridou, M. S. A. B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, J. Lee, M. A. Leigui de Oliveira, A. Lemiere, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, R. López, A. L. Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, M. C. Maccarone, C. Macolino, S. Maldera, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, V. Marin, I. C. Maris, H. R. M. Falcon, G. Marsella, D. Martello, O. M. Bravo, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A. J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurizio, P. O. Mazur, M. McEwen, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, C. Meurer, S. Mičanović, M. I. Micheletti, W. Miller, L. Miramonti, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, E. Moreno, J. C. Moreno, C. Morris, M. Mostafá, S. Mueller, M. A. Muller, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, P. T. Nhung, N. Nierstenhoefer, D. Nitz, D. Nosek, L. Nožka, M. Nyklicek, J. Oehlschläger, A. Olinto, P. Oliva, V. M. Olmos-Gilbaja, M. Ortiz, N. Pacheco, D. P. Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, E. Parizot, S. Parlati, A. Parra, J. Parrisius, R. D. Parsons, S. Pastor, T. Paul, V. Pavlidou, K. Payet, M. Pech, J. Pekala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, P. Petrinca, A. Petrolini, Y. Petrov, J. Petrovic, C. Pfendner, R. Piegaia, T. Pierog, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, V. H. Ponce, M. Pontz, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, A. Redondo, B. Revenu, F. A. S. Rezende, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, C. Rivière, V. Rizi, C. Robledo, G. Rodriguez, J. Rodriguez Martino, J. R. Rojo, I. Rodriguez-Cabo, M. D. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-d’Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, F. Salamida, H. Salazar, G. Salina, F. Sánchez, M. Santander, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, S. Sarkar, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, F. Schmidt, T. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, J. Schovancova, P. Schovánek, F. Schroeder, S. Schulte, F. Schüssler, D. Schuster, S. J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, D. Semikoz, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, I. Sidelnik, B. B. Siffert, G. Sigl, A. Śmiałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Strazzeri, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, T. Šuša, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Tamashiro, A. Tamburro, A. Tapia, T. Tarutina, O. Taşcàu, R. Tcaciuc, D. Tcherniakhovski, D. Tegolo, N. T. Thao, D. Thomas, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, B. Tomé, A. Tonachini, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, A. M. van den Berg, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, T. Venters, V. Verzi, M. Videla, L. Villaseñor, S. Vorobiov, L. Voyvodic, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Warner, A. A. Watson, S. Westerhoff, B. J. Whelan, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, C. Williams, T. Winchen, M. G. Winnick, B. Wundheiler, T. Yamamoto, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, and M. Ziolkowski [Pierre Auger Collab.], Phys. Rev. Lett. 104, 091101 (2010).ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    E. Barcikowski, J. Bellido, J. Belz, Y. Egorov, S. Knurenko, V. de Souza, Y. Tameda, Y. Tsunesada, and M. Unger, Europhys. J., Web Conf. 53, 01006 (2013).CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    C. C. H. Jui, R. U. Abbasi, M. Abe, T. Abu-Zayyad, M. Allen, R. Anderson, R. Azuma, E. Barcikowski, J.W. Belz, D. R. Bergman, S. A. Blake, R. Cady, M. J. Chae, B. G. Cheon, J. Chiba, M. Chikawa, W. R. Cho, T. Fujii, M. Fukushima, T. Goto, W. Hanlon, Y. Hayashi, N. Hayashida, K. Hibino, K. Honda, D. Ikeda, N. Inoue, T. Ishii, R. Ishimori, H. Ito, D. Ivanov, K. Kadota, F. Kakimoto, O. Kalashev, K. Kasahara, H. Kawai, S. Kawakami, S. Kawana, K. Kawata, E. Kido, H. B. Kim, J. H. Kim, J. H. Kim, S. Kitamura, Y. Kitamura, V. Kuzmin, Y. J. Kwon, J. Lan, S. I. Lim, J. P. Lundquist, K. Machida, K. Martens, T. Matsuda, T. Matsuyama, J. N. Matthews, M. Minamino, K. Mukai, I. Myers, K. Nagasawa, S. Ogio, J. Ogura, M. Ohnishi, H. Ohoka, K. Oki, T. Okuda, M. Ono, A. Oshima, S. Ozawa, I. H. Park, M. S. Pshirkov, D. C. Rodriguez, G. Rubtsov, D. Ryu, H. Sagawa, N. Sakurai, A. L. Sampson, L. M. Scott, P. D. Shah, F. Shibata, T. Shibata, H. Shimodaira, B. K. Shin, J. D. Smith, P. Sokolsky, R. W. Springer, B. T. Stokes, S. R. Stratton, T. A. Stroman, T. Suzawa, M. Takamura, M. Takeda, R. Takeishi, A. Taketa, M. Takita, Y. Tameda, H. Tanaka, K. Tanaka, M. Tanaka, S. B. Thomas, G. B. Thomson, P. Tinyakov, I. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, S. Troitsky, Y. Tsunesada, K. Tsutsumi, Y. Uchihori, S. Udo, F. Urban, G. Vasiloff, T. Wong, R. Yamane, H. Yamaoka, K. Yamazaki, J. Yang, K. Yashiro, Y. Yoneda, S. Yoshida, H. Yoshii, R. Zollinger, and Z. Zundel [Telescope Array Collab.], in Proceedings of the APS Division of Particle and Fields (DPF) Meeting, Brown University, Providence, Rhode Island, United States, August, 2011 (Providence, 2011). arXiv:1110.0133.Google Scholar
  9. 9.
    V. V. Prosin, S. F. Berezhnev, N. M. Budnev, A. Chiavassa, O. A. Chvalaev, O. A. Gress, A. N. Dyachok, S. N. Epimakhov, N. I. Karpov, N. N. Kalmykov, E. N. Konstantinov, A. V. Korobchenko, E. E. Korosteleva, V. A. Kozhin, L. A. Kuzmichev, B. K. Lubsandorzhiev, N. B. Lubsandorzhiev, R. R. Mirgazov, M. I. Panasyuk, L. V. Pan’kov, E. G. Popova, V. S. Ptuskin, Yu. A. Semeney, A. A. Silaev, A. A. Silaev, Jr., A. V. Skurikhin, C. Spiering, L. G. Sveshnikova, I. V. Yashin, and A. V. Zagorodnikov, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 756, 94 (2014). http://dx.doi.org/ 10.1016/j,nima.2013.09.018.ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    A. V. Glushkov and M. I. Pravdin, JETP Lett. 95(9), 439 (2012).ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    A. V. Glushkov and A. V. Saburov, JETP Lett. 98(10), 589 (2013).CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    J. Linsley, L. Scarsi, and B. Rossi, J. Phys. Soc. Jpn. 17(Suppl. A-III), 91 (1962).Google Scholar
  13. 13.
    A. V. Glushkov, O. S. Diminshtein, N. N. Efimov, et al., in A Collection of Scientific Works (Yakutsk Affiliate of the Siberian Branch of the Academy of Sciences of the Soviet Union, Yakutsk, 1976), p. 45 [in Russian].Google Scholar
  14. 14.
    K. Greisen, Annu. Rev. Nucl. Sci. 10, 63 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    N. N. Kalmykov, S. S. Ostapchenko, and A. I. Pavlov, Nucl. Phys. B, Proc. Suppl. 52, 17 (1997).ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    S. S. Ostapchenko, Phys. Rev. D: Part., Fields, Gravitation, Cosmol. 83, 014018 (2011).CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    D. Heck, J. Knapp, J. N. Capdevielle, G. Schatz, and T. Thouw, Forschungszentrum Karlsruhe Rep. FZKA 6019 (1988).Google Scholar
  18. 18.
    H. Ulrich, T. Antoni, W. D. Apel, F. Badea, K. Bekk, A. Bercuci, J. Blümer, H. Bozdog, I. M. Brancus, A. Chilingarian, K. Daumiller, P. Doll, R. Engel, J. Engler, F. Feßler, H. J. Gils, R. Glasstetter, A. Haungs, D. Heck, J. R. Hörandel, K.-H. Kampert, H. O. Klages, G. Maier, H. J. Mathes, H. J. Mayer, J. Milke, M. Müller, R. Obenland, J. Oehlschläger, S. Ostapchenko, M. Petcu, H. Rebel, A. Risse, M. Risse, M. Roth, G. Schatz, H. Schieler, J. Scholz, T. Thouw, J. van Buren, A. Vardanyan, A. Weindl, J. Wochele, J. Zabierowski, and S. Zagromski [KAS-CADE Collab.], in Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference (ICRC), Hamburg, Germany, 7–15 August, 2001 (Hamburg, 2001), Vol. 2, p. 97.Google Scholar
  19. 19.
    A. V. Glushkov, L. G. Dedenko, N. N. Efimov, N. N. Efremov, I. T. Makarov, P. D. Petrov, and M. I. Pravdin, Izv. Akad. Nauk SSSR 50, 2166 (1986).Google Scholar
  20. 20.
    L. G. Dedenko, G. F. Fedorova, T. M. Roganova, A. V. Glushkov, S. P. Knurenko, A. K. Makarov, L. T. Makarov, M. I. Pravdin, A. A. Sabourov, and I. Ye. Sleptsov, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 39, 095202 (2012).ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Pleiades Publishing, Inc. 2014

Authors and Affiliations

  1. 1.Shafer Institute of Space Physics and Aeronomy, Yakutsk Research Center, Siberian BranchRussian Academy of SciencesYakutskRussia

Personalised recommendations