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Publication Details
AFRICAN RESEARCH NEXUS
SHINING A SPOTLIGHT ON AFRICAN RESEARCH
physics and astronomy
The cosmic ray proton, helium and CNO fluxes in the 100 TeV energy region from TeV muons and EAS atmospheric Cherenkov light observations of MACRO and EAS-TOP
Astroparticle Physics, Volume 21, No. 3, Year 2004
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Description
The primary cosmic ray (CR) proton, helium and CNO fluxes in the energy range 80-300 TeV are studied at the National Gran Sasso Laboratories by means of EAS-TOP (Campo Imperatore, 2005 m a.s.l.) and MACRO (deep underground, 3100 m w.e., the surface energy threshold for a muon reaching the detector being Eμth≈1.3 TeV). The measurement is based on: (a) the selection of primaries based on their energy/nucleon (i.e., with energy/nucleon sufficient to produce a muon with energy larger than 1.3 TeV) and the reconstruction of the shower geometry by means of the muons recorded by MACRO in the deep underground laboratories; (b) the detection of the associated atmospheric Cherenkov light (C.l.) signals by means of the C.l. detector of EAS-TOP. The C.l. density at core distance r>100 m is directly related to the total primary energy E0. Proton and helium ("p + He") and proton, helium and CNO ("p + He + CNO") primaries are thus selected at E0≃80 TeV, and at E0≃250 TeV, respectively. Their flux is measured: Jp+He(80 Tev= (1.8±0.4)×10-6 m-2 s-1 sr-1 TeV-1, and Jp+He+CNO(250 TeV)=(1.1±0.3)×10-7 m-2 s-1 sr-1 TeV-1, their relative weights being: Jp+He/Jp+He+CNO (250 TeV)=0.78±0.17. By using the measurements of the proton spectrum obtained from the direct experiments and hadron flux data in the atmosphere, we obtain for the relative weights of the three components at 250 TeV: Jp:JHe:JCNO =(0.20±0.08): (0.58±0.19):(0.22±0.17). This corresponds to the dominance of helium over proton primaries at 100-1000 TeV, and a possible non-negligible contribution from CNO.The lateral distribution of Cherenkov light in Extensive Air Showers (EASs), which is related to the rate of energy deposit of the primary in the atmosphere, is measured for a selected proton and helium primary beam, and good agreement is found when compared with the one calculated with the CORSIKA/QGSJET simulation model. © 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
Authors & Co-Authors
Aglietta, Marco
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Alessandro, Bruno
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Antonioli, Pietro
Italy, Bologna
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Bologna
Arneodo, Francesco
Italy, Assergi
Laboratori Nazionali Del Gran Sasso
Bergamasco, L.
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Bertaina, Mario Edoardo
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Italy
Istituto Tecnico Industriale 'g. Vallauri'
Castagnoli, Carlo
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Castellina, Antonella
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Chiavassa, A.
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Cini, G.
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
D'Ettorre-Piazzoli, Benedetto D.
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Di Sciascio, Giuseppe
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Fulgione, Walter
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Galeotti, Piero
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Ghia, Piera Luisa
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Iacovacci, M.
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Mannocchi, G. P.
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Morello, Carlo
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Navarra, Gianni
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Saavedra, Oscar
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Stamerra, Antonio
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Italy, Siena
Università Degli Studi Di Siena
Trinchero, G. C.
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Valchierotti, S.
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Vallania, Piero
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Vernetto, Silvia
Italy, Turin
Istituto Di Fisica Dello Spazio Interplanetario, Turin
Italy, Turin
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Torino
Vigorito, Carlo Francesco
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Ambrosio, Michelangelo
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Antolini, Roberta
Italy, Assergi
Laboratori Nazionali Del Gran Sasso
Baldini, Alessandro Massimo
Italy, Pisa
Università Di Pisa
Barbarino, G. C.
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Barish, Barry C.
United States, Pasadena
California Institute of Technology
Battistoni, Giuseppe
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Italy, Milan
Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare, Sezione Di Milano
Becherini, Yvonne
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Bellotti, Roberto
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Bemporad, Carlo
Italy, Pisa
Università Di Pisa
Bernardini, Paolo
Italy, Lecce
Università Del Salento
Bilokon, H.
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Bower, Charles R.
United States, Bloomington
Indiana University Bloomington
Brigida, Monica
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Bussino, Severino
Italy, Rome
Università Degli Studi Roma Tre
Cafagna, Francesco Saverio
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Calicchio, M.
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Campana, Donatella
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Carboni, Massimo
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Caruso, Rossella
Italy, L'aquila
Università Degli Studi Dell'aquila
Cecchini, Stefano
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Italy, Rome
Consiglio Nazionale Delle Ricerche
Cei, Fabrizio
Italy, Pisa
Università Di Pisa
Chiarella, Vitaliano
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Chiarusi, Tommaso
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Choudhary, Brajesh Chandra
United States, Pasadena
California Institute of Technology
Coutu, Stéphane
United States, Ann Arbor
University of Michigan, Ann Arbor
United States, University Park
Pennsylvania State University
Cozzi, M.
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
de Cataldo, Giacinto
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Dekhussi, H.
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Morocco, Oujda
Université Mohammed Premier Oujda
de Marzo, C. N.
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
De Mitri, Ivan
Italy, Lecce
Università Del Salento
Derkaoui, Jamal Eddine
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Morocco, Oujda
Université Mohammed Premier Oujda
de Vincenzi, Mario
Italy, Rome
Università Degli Studi Roma Tre
Di Credico, Alessandra D.
Italy, Assergi
Laboratori Nazionali Del Gran Sasso
Erriquez, Onofrio
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Favuzzi, Cecilia
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Forti, C.
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Fusco, Piergiorgio G.
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Giacomelli, Giorgio Maltoni
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Giannini, Gianrossano R.
Italy, Pisa
Università Di Pisa
Italy, Trieste
Università Degli Studi Di Trieste
Giglietto, Nicola
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Giorgini, Miriam
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Grassi, Marco
Italy, Pisa
Università Di Pisa
Grillo, Aurelio F.
Italy, Assergi
Laboratori Nazionali Del Gran Sasso
Guarino, Fausto S.
Italy, Naples
Università Degli Studi Di Napoli Federico Ii
Gustavino, Carlo
Italy, Assergi
Laboratori Nazionali Del Gran Sasso
Habig, Alec T.
United States, Boston
Boston University
United States, Duluth
University of Minnesota Duluth
Hanson, K.
United States, Ann Arbor
University of Michigan, Ann Arbor
Heinz, Richard M.
United States, Bloomington
Indiana University Bloomington
Iarocci, Enzo
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Italy, Rome
Sapienza Università Di Roma
Katsavounidis, Erotokritos
United States, Pasadena
California Institute of Technology
United States, Cambridge
Massachusetts Institute of Technology
Katsavounidis, Ioannis X.
United States, Pasadena
California Institute of Technology
United States, Torrance
Intervideo Inc
Kearns, Edward T.
United States, Boston
Boston University
Kim, Heon-jung
United States, Pasadena
California Institute of Technology
Kyriazopoulou, S.
United States, Pasadena
California Institute of Technology
Lamanna, Ernesto
Italy, Rome
Dipartimento Di Fisica
Italy, Rende
Università Della Calabria
Lane, C. E.
United States, Philadelphia
Drexel University
Levin, Daniel S.
United States, Ann Arbor
University of Michigan, Ann Arbor
Lipari, Paolo F.
Italy, Rome
Dipartimento Di Fisica
Longley, N. P.
United States, Pasadena
California Institute of Technology
United States, Minneapolis
Macalester College
Longo, Michael J.
United States, Ann Arbor
University of Michigan, Ann Arbor
Loparco, Francesco
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Maaroufi, Fatiha
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Morocco, Oujda
Université Mohammed Premier Oujda
Mancarella, G.
Italy, Lecce
Università Del Salento
Mandrioli, G.
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Margiotta, Annarita R.
Italy, Bologna
Alma Mater Studiorum Università Di Bologna
Marini, Alessandro
Italy, Frascati
Infn, Laboratori Nazionali Di Frascati
Martello, Daniele
Italy, Lecce
Università Del Salento
Marzari-Chiesa, Alberta
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Mazziotta, Mario Nicola
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Michael, Douglas G.
United States, Pasadena
California Institute of Technology
Monacelli, Piero
Italy, L'aquila
Università Degli Studi Dell'aquila
Montaruli, Teresa
Italy, Bari
Università Degli Studi Di Bari Aldo Moro
Monteno, M.
Italy, Turin
Università Degli Studi Di Torino
Mufson, Stuart L.
United States, Bloomington
Indiana University Bloomington
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10.1016/j.astropartphys.2004.01.005
ISSN:
09276505
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