Study of the primary cosmic ray composition around the knee of the energy spectrum

M. Aglietta; B. Alessandro; P. Antonioli; F. Arneodo; L. Bergamasco; M. Bertaina; A.Campos Fauth; C. Castagnoli; A. Castellina; C. Cattadori; A. Chiavassa; G. Cini; B. D'Ettorre Piazzoli; G. Di Sciascio; W. Fulgione; P. Galeotti; P.L. Ghia; M. Iacovacci; G. Mannocchi; C. Melagrana; C. Morello; G. Navarra; L. Riccati; O. Saavedra; G.C. Trinchero; P. Vallania; S. Vernetto; S. Ahlen; M. Ambrosio; R. Antolini; G. Auriemma; R. Baker; A. Baldini; G.C. Barbarino; B.C. Barish; G. Battistoni; R. Bellotti; C. Bemporad; P. Bernardini; H. Bilokon; V. Bisi; C. Bloise; C. Bower; S. Bussino; F. Cafagna; M. Calicchio; D. Campana; M. Carboni; S. Cecchini; F. Cei; V. Chiarella; R. Cormack; A. Corona; S. Coutu; G. DeCataldo; H. Dekhissi; C. DeMarzo; M. De Mitri; M. De Vincenzi; A. Di Credico; E. Diehl; O. Erriquez; C. Favuzzi; D. Ficenec; C. Forti; P. Fusco; G. Giacomelli; G. Giannini; N. Giglietto; M. Goretti; M. Grassi; P. Green; A. Grillo; F. Guarino; P. Guarnaccia; C. Gustavino; A. Habig; K. Hanson; R. Heinz; J.T. Hong; E. Iarocci; E. Katsavounidis; E. Kearns; S. Klein; S. Kyriazopoulou; E. Lamanna; C. Lane; D.S. Levin; P. Lipari; G. Liu; R. Liu; M.J. Longo; Y. Lu; G. Ludlam; G. Mancarella; G. Mandrioli; A. Margiotta-Neri; A. Marin; A. Marini; D. Martello; A.Marzari Chiesa; P. Matteuzzi; M.N. Mazziotta; D.G. Michael; S. Mikheyev; L. Miller; M. Mittelbrun; P. Monacelli; T. Montaruli; M. Monteno; S. Mufson; J. Musser; D. Nicoló; R. Nolty; S. Nutter; C. Okada; G. Osteria; O. Palamara; S. Parlati; V. Patera; L. Patrizii; B. Pavesi; R. Pazzi; C.W. Peck; J. Petrakis; S. Petrera; N.D. Pignatano; P. Pistilli; A. Rainó; J. Reynoldson; F. Ronga; G. Sanzani; A. Sanzgiri; F. Sartogo; C. Satriano; L. Satta; E. Scapparone; K. Scholberg; A. Sciubba; P.Serra Lugaresi; M. Severi; M. Sitta; P. Spinelli; M. Spinetti; M. Spurio; J. Steele; R. Steinberg; J.L. Stone; L.R. Sulak; A. Surdo; G. Tarlé; V. Togo; V. Valente; C.W. Walter; R. Webb; W. Worstell

doi:10.1016/0370-2693(94)90991-1

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Study of the primary cosmic ray composition around the knee of the energy spectrum

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Peer reviewed

Study of the primary cosmic ray composition around the knee of the energy spectrum

M. Aglietta, B. Alessandro, P. Antonioli, F. Arneodo, L. Bergamasco, M. Bertaina, A.Campos Fauth, C. Castagnoli, A. Castellina, C. Cattadori, …

Physics letters. B, v 337(3), pp 376-382

1994

DOI: https://doi.org/10.1016/0370-2693(94)90991-1

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Abstract

A study of the primary cosmic ray composition in the energy range 5ṡ10 14−5ṡ10 15 eV is performed through the analysis of the deep underground muons and of the e.m. component of Extensive Air Showers detected in coincidence by the MACRO and EAS-TOP experiments at the Gran Sasso Laboratory. We conclude that: a) pure proton and Iron primary beams are excluded by the experimental data; b) a fraction of nuclei heavier than Helium is necessary to explain the experimental data both below and above the knee; c) a mixed composition, obtained a priori from extrapolations of the spectra directly measured below 100 TeV, yields a reasonable account of the observations up to the knee of the primary spectrum.

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Details

Title: Study of the primary cosmic ray composition around the knee of the energy spectrum
Creators: M. Aglietta - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
B. Alessandro - Istituto di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
P. Antonioli - Istituto di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
F. Arneodo - Dipartimento di Fisica dell'Università dell'Aquila and INFN, L'Aquila, 67100, Italy
L. Bergamasco - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
M. Bertaina - Istituto di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
A.Campos Fauth - State University of Campinas
C. Castagnoli - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
A. Castellina - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
C. Cattadori - INFN Sezione di Milano, 20133, Italy
A. Chiavassa - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
G. Cini - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
B. D'Ettorre Piazzoli - Dipartimento di Fisica dell'Università di Napoli and INFN, Napoli, 80125, Italy
G. Di Sciascio - University of Naples Federico II
W. Fulgione - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
P. Galeotti - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
P.L. Ghia - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
M. Iacovacci - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
G. Mannocchi - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
C. Melagrana - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
C. Morello - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
G. Navarra - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
L. Riccati - Istituto di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
O. Saavedra - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
G.C. Trinchero - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
P. Vallania - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
S. Vernetto - National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
S. Ahlen - Boston University
M. Ambrosio - University of Naples Federico II
R. Antolini - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, Assergi (L'Aquila), 67010, Italy
G. Auriemma - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
R. Baker - University of Michigan–Ann Arbor
A. Baldini - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
G.C. Barbarino - University of Naples Federico II
B.C. Barish - California Institute of Technology
G. Battistoni - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
R. Bellotti - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
C. Bemporad - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
P. Bernardini - Dipartimento di Fisica dell'Università di Lecce and INFN, Lecce, 73100, Italy
H. Bilokon - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
V. Bisi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
C. Bloise - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
C. Bower - Indiana University
S. Bussino - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
F. Cafagna - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
M. Calicchio - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
D. Campana - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
M. Carboni - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
S. Cecchini - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
F. Cei - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
V. Chiarella - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
R. Cormack - Boston University
A. Corona - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
S. Coutu - University of Michigan–Ann Arbor
G. DeCataldo - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
H. Dekhissi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
C. DeMarzo - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
M. De Mitri - Dipartimento di Fisica dell'Università dell'Aquila and INFN, L'Aquila, 67100, Italy
M. De Vincenzi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
A. Di Credico - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, Assergi (L'Aquila), 67010, Italy
E. Diehl - University of Michigan–Ann Arbor
O. Erriquez - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
C. Favuzzi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
D. Ficenec - Boston University
C. Forti - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
P. Fusco - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
G. Giacomelli - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
G. Giannini - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
N. Giglietto - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
M. Goretti - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
M. Grassi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
P. Green - Texas A&M University
A. Grillo - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
F. Guarino - University of Naples Federico II
P. Guarnaccia - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
C. Gustavino - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, Assergi (L'Aquila), 67010, Italy
A. Habig - Indiana University
K. Hanson - University of Michigan–Ann Arbor
R. Heinz - Indiana University
J.T. Hong - Boston University
E. Iarocci - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
E. Katsavounidis - California Institute of Technology
E. Kearns - Boston University
S. Klein - Boston University
S. Kyriazopoulou - California Institute of Technology
E. Lamanna - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
C. Lane - Drexel University
D.S. Levin - University of Michigan–Ann Arbor
P. Lipari - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
G. Liu - California Institute of Technology
R. Liu - California Institute of Technology
M.J. Longo - University of Michigan–Ann Arbor
Y. Lu - Texas A&M University
G. Ludlam - Boston University
G. Mancarella - Dipartimento di Fisica dell'Università di Lecce and INFN, Lecce, 73100, Italy
G. Mandrioli - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
A. Margiotta-Neri - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
A. Marin - Boston University
A. Marini - DELL (United States)
D. Martello - University of Delaware
A.Marzari Chiesa - Dipartimento di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
P. Matteuzzi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
M.N. Mazziotta - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
D.G. Michael - California Institute of Technology
S. Mikheyev - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, Assergi (L'Aquila), 67010, Italy
L. Miller - Indiana University
M. Mittelbrun - Drexel University
P. Monacelli - Dipartimento di Fisica dell'Università dell'Aquila and INFN, L'Aquila, 67100, Italy
T. Montaruli - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
M. Monteno - Dipartimento di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
S. Mufson - Indiana University
J. Musser - Indiana University
D. Nicoló - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
R. Nolty - California Institute of Technology
S. Nutter - University of Michigan–Ann Arbor
C. Okada - Boston University
G. Osteria - University of Naples Federico II
O. Palamara - Dipartimento di Fisica dell'Università di Lecce and INFN, Lecce, 73100, Italy
S. Parlati - California Institute of Technology
V. Patera - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
L. Patrizii - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
B. Pavesi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
R. Pazzi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa and INFN, Pisa, 56010, Italy
C.W. Peck - California Institute of Technology
J. Petrakis - Indiana University
S. Petrera - Dipartimento di Fisica dell'Università di Lecce and INFN, Lecce, 73100, Italy
N.D. Pignatano - California Institute of Technology
P. Pistilli - Dipartimento di Fisica dell'Università di Lecce and INFN, Lecce, 73100, Italy
A. Rainó - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
J. Reynoldson - Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, Assergi (L'Aquila), 67010, Italy
F. Ronga - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
G. Sanzani - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
A. Sanzgiri - Texas A&M University
F. Sartogo - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
C. Satriano - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
L. Satta - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
E. Scapparone - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
K. Scholberg - California Institute of Technology
A. Sciubba - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
P.Serra Lugaresi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
M. Severi - Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma and INFN, Roma, 00185, Italy
M. Sitta - Dipartimento di Fisica dell'Università di Torino and INFN, Torino, 10125, Italy
P. Spinelli - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bari and INFN, Bari, 70126, Italy
M. Spinetti - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
M. Spurio - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
J. Steele - Drexel University
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, Lecce, 73100, Italy
G. Tarlé - University of Michigan–Ann Arbor
V. Togo - Dipartimento di Fisica dell'Università di Bologna and INFN, Bologna, 40126, Italy
V. Valente - Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati (Roma), 00044, Italy
C.W. Walter - California Institute of Technology
R. Webb - Texas A&M University
W. Worstell - Boston University
Publication Details: Physics letters. B, v 337(3), pp 376-382
Publisher: Elsevier
Resource Type: Journal article
Language: English
Academic Unit: Physics
Web of Science ID: WOS:A1994PL95300023
Scopus ID: 2-s2.0-4243235886
Other Identifier: 991019296519904721

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