Moon and Sun shadowing effect in the MACRO detector

M. Ambrosio; R. Antolini; A. Baldini; G.C. Barbarino; B.C. Barish; G. Battistoni; Y. Becherini; R. Bellotti; C. Bemporad; P. Bernardini; H. Bilokon; C. Bower; M. Brigida; S. Bussino; F. Cafagna; M. Calicchio; D. Campana; M. Carboni; R. Caruso; S. Cecchini; F. Cei; V. Chiarella; T. Chiarusi; B.C. Choudhary; S. Coutu; M. Cozzi; G. De Cataldo; H. Dekhissi; C. De Marzo; I. De Mitri; J. Derkaoui; M. De Vincenzi; A. Di Credico; O. Erriquez; C. Favuzzi; C. Forti; P. Fusco; G. Giacomelli; G. Giannini; N. Giglietto; M. Giorgini; M. Grassi; A. Grillo; C. Gustavino; A. Habig; K. Hanson; R. Heinz; E. Katsavounidis; I. Katsavounidis; E. Kearns; H. Kim; A. Kumar; S. Kyriazopoulou; E. Lamanna; C. Lane; D.S. Levin; P. Lipari; N.P. Longley; M.J. Longo; F. Loparco; F. Maaroufi; G. Mancarella; G. Mandrioli; S. Manzoor; A. Margiotta; A. Marini; D. Martello; A. Marzari-Chiesa; M.N. Mazziotta; D.G. Michael; P. Monacelli; T. Montaruli; M. Monteno; S. Mufson; J. Musser; D. Nicolò; R. Nolty; C. Orth; G. Osteria; O. Palamara; L. Patrizii; R. Pazzi; C.W. Peck; L. Perrone; S. Petrera; V. Popa; A. Rainò; J. Reynoldson; F. Ronga; C. Satriano; E. Scapparone; K. Scholberg; M. Sioli; G. Sirri; M. Sitta; P. Spinelli; M. Spinetti; M. Spurio; R. Steinberg; J.L. Stone; L.R. Sulak; A. Surdo; G. Tarlè; V. Togo; M. Vakili; C.W. Walter; R. Webb

doi:10.1016/S0927-6505(03)00169-5

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Moon and Sun shadowing effect in the MACRO detector

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Peer reviewed

Moon and Sun shadowing effect in the MACRO detector

M. Ambrosio, R. Antolini, A. Baldini, G.C. Barbarino, B.C. Barish, G. Battistoni, Y. Becherini, R. Bellotti, C. Bemporad, P. Bernardini, …

Astroparticle physics, v 20(2), pp 145-156

01 Nov 2003

DOI: https://doi.org/10.1016/S0927-6505(03)00169-5

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Abstract

Geomagnetic field

IMF field

MACRO

Moon shadowing

Primary antimatter

Sun shadowing

Underground muons

Using data collected by the MACRO experiment from 1989 to the end of its operations in 2000, we have studied in the underground muon flux the shadowing effects due to both the Moon and the Sun. We have observed the shadow cast by the Moon at its apparent position with a significance of 6.5 σ. The Moon shadowing effect has been used to verify the pointing capability of the detector and to determine the instrument resolution for the search of muon excesses from any direction of the celestial sphere. The dependence of the effect on the geomagnetic field is clearly shown by splitting the data sample in day and night observations. The Sun shadow, observed with a significance of 4.6 σ is displaced by about 0.6° from its apparent position. In this case however the explanation resides in the configuration of the Solar and Interplanetary Magnetic Fields, which affect the propagation of cosmic ray particles between the Sun, and the Earth. The displacement of the Sun shadow with respect to the real Sun position has been used to establish an upper limit on the antimatter flux in cosmic rays of about 48% at 68% c.l. and primary energies of about 20 TeV.

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Details

Title: Moon and Sun shadowing effect in the MACRO detector
Creators: M. Ambrosio - INFN Sezione di Napoli
R. Antolini - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, 67010 Assergi (L’Aquila), Italy
A. Baldini - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
G.C. Barbarino - Dipartimento di Fisica dell’Università di Napoli and INFN, 80125 Napoli, Italy
B.C. Barish - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
G. Battistoni - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
Y. Becherini - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
R. Bellotti - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
C. Bemporad - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
P. Bernardini - Dipartimento di Fisica dell’Università di Lecce and INFN, 73100 Lecce, Italy
H. Bilokon - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
C. Bower - Indiana University Bloomington
M. Brigida - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
S. Bussino - DELL
F. Cafagna - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
M. Calicchio - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
D. Campana - Dipartimento di Fisica dell’Università di Napoli and INFN, 80125 Napoli, Italy
M. Carboni - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
R. Caruso - DELL
S. Cecchini - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
F. Cei - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
V. Chiarella - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
T. Chiarusi - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
B.C. Choudhary - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
S. Coutu - University of Michigan–Ann Arbor
M. Cozzi - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
G. De Cataldo - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
H. Dekhissi - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
C. De Marzo - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
I. De Mitri - Dipartimento di Fisica dell’Università di Lecce and INFN, 73100 Lecce, Italy
J. Derkaoui - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
M. De Vincenzi - DELL
A. Di Credico - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, 67010 Assergi (L’Aquila), Italy
O. Erriquez - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
C. Favuzzi - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
C. Forti - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
P. Fusco - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
G. Giacomelli - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
G. Giannini - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
N. Giglietto - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
M. Giorgini - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
M. Grassi - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
A. Grillo - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, 67010 Assergi (L’Aquila), Italy
C. Gustavino - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, 67010 Assergi (L’Aquila), Italy
A. Habig - Boston University
K. Hanson - University of Michigan–Ann Arbor
R. Heinz - Indiana University Bloomington
E. Katsavounidis - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
I. Katsavounidis - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
E. Kearns - Boston University
H. Kim - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
A. Kumar - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
S. Kyriazopoulou - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
E. Lamanna - Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza” and INFN, 00185 Roma, Italy
C. Lane - Drexel University
D.S. Levin - University of Michigan–Ann Arbor
P. Lipari - Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza” and INFN, 00185 Roma, Italy
N.P. Longley - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
M.J. Longo - University of Michigan–Ann Arbor
F. Loparco - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
F. Maaroufi - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
G. Mancarella - DELL
G. Mandrioli - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
S. Manzoor - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
A. Margiotta - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
A. Marini - DELL
D. Martello - DELL
A. Marzari-Chiesa - Dipartimento di Fisica Sperimentale dell’Università diTorino and INFN, 10125 Torino, Italy
M.N. Mazziotta - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
D.G. Michael - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
P. Monacelli - Dipartimento di Fisica dell’Università dell’Aquila and INFN, 67100 L’Aquila, Italy
T. Montaruli - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
M. Monteno - Dipartimento di Fisica Sperimentale dell’Università diTorino and INFN, 10125 Torino, Italy
S. Mufson - Indiana University Bloomington
J. Musser - Indiana University Bloomington
D. Nicolò - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
R. Nolty - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
C. Orth - Boston University
G. Osteria - Dipartimento di Fisica dell’Università di Napoli and INFN, 80125 Napoli, Italy
O. Palamara - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, 67010 Assergi (L’Aquila), Italy
L. Patrizii - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
R. Pazzi - Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, 56010 Pisa, Italy
C.W. Peck - California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA
L. Perrone - Dipartimento di Fisica dell’Università di Lecce and INFN, 73100 Lecce, Italy
S. Petrera - DELL
V. Popa - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
A. Rainò - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
J. Reynoldson - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
F. Ronga - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
C. Satriano - Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza” and INFN, 00185 Roma, Italy
E. Scapparone - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, 67010 Assergi (L’Aquila), Italy
K. Scholberg - Boston University
M. Sioli - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
G. Sirri - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
M. Sitta - Dipartimento di Fisica Sperimentale dell’Università diTorino and INFN, 10125 Torino, Italy
P. Spinelli - Dipartimento Interateneo di Fisica del Politecnico-Università di Bari and INFN, 70126 Bari, Italy
M. Spinetti - Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, 00044 Frascati (Roma), Italy
M. Spurio - DELL
R. Steinberg - Drexel University
J.L. Stone - Boston University
L.R. Sulak - Boston University
A. Surdo - Dipartimento di Fisica dell’Università di Lecce and INFN, 73100 Lecce, Italy
G. Tarlè - University of Michigan–Ann Arbor
V. Togo - Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna and INFN, 40126 Bologna, Italy
M. Vakili - Physics Department, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA
C.W. Walter - Boston University
R. Webb - Physics Department, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA
Publication Details: Astroparticle physics, v 20(2), pp 145-156
Publisher: Elsevier
Resource Type: Journal article
Language: English
Academic Unit: Physics
Web of Science ID: WOS:000186389100005
Scopus ID: 2-s2.0-17744408756
Other Identifier: 991021880195604721

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Collaboration types: Domestic collaboration; International collaboration
Web of Science research areas: Astronomy & Astrophysics; Physics, Particles & Fields

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