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. 2020 Sep 18;125(12):121106.
doi: 10.1103/PhysRevLett.125.121106.

Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5×10^{18} eV Using the Pierre Auger Observatory

A Aab  1 , P Abreu  2 , M Aglietta  3   4 , J M Albury  5 , I Allekotte  6 , A Almela  7   8 , J Alvarez Castillo  9 , J Alvarez-Muñiz  10 , R Alves Batista  1 , G A Anastasi  4   11 , L Anchordoqui  12 , B Andrada  7 , S Andringa  2 , C Aramo  13 , P R Araújo Ferreira  14 , H Asorey  7 , P Assis  2 , G Avila  15   16 , A M Badescu  17 , A Bakalova  18 , A Balaceanu  19 , F Barbato  13   20 , R J Barreira Luz  2 , K H Becker  21 , J A Bellido  5 , C Berat  22 , M E Bertaina  4   11 , X Bertou  6 , P L Biermann  23 , T Bister  14 , J Biteau  24 , A Blanco  2 , J Blazek  18 , C Bleve  22 , M Boháčová  18 , D Boncioli  25   26 , C Bonifazi  27 , L Bonneau Arbeletche  28 , N Borodai  29 , A M Botti  7 , J Brack  30 , T Bretz  14 , F L Briechle  14 , P Buchholz  31 , A Bueno  32 , S Buitink  33 , M Buscemi  34   35 , K S Caballero-Mora  36 , L Caccianiga  37   38 , L Calcagni  39 , A Cancio  7   8 , F Canfora  1   40 , I Caracas  21 , J M Carceller  32 , R Caruso  34   35 , A Castellina  3   4 , F Catalani  41 , G Cataldi  42 , L Cazon  2 , M Cerda  15 , J A Chinellato  43 , K Choi  10 , J Chudoba  18 , L Chytka  44 , R W Clay  5 , A C Cobos Cerutti  45 , R Colalillo  13   20 , A Coleman  46 , M R Coluccia  42   47 , R Conceição  2 , A Condorelli  26   48 , G Consolati  38   49 , F Contreras  15   16 , F Convenga  42   47 , C E Covault  50   51 , S Dasso  52   53 , K Daumiller  54 , B R Dawson  5 , J A Day  5 , R M de Almeida  55 , J de Jesús  7   54 , S J de Jong  1   40 , G De Mauro  1   40 , J R T de Mello Neto  27   56 , I De Mitri  26   48 , J de Oliveira  55 , D de Oliveira Franco  43 , V de Souza  57 , E De Vito  42   47 , J Debatin  58 , M Del Río  16 , O Deligny  24 , H Dembinski  54 , N Dhital  29 , C Di Giulio  59   60 , A Di Matteo  4 , M L Díaz Castro  43 , C Dobrigkeit  43 , J C D'Olivo  9 , Q Dorosti  31 , R C Dos Anjos  61 , M T Dova  39 , J Ebr  18 , R Engel  54   58 , I Epicoco  42   47 , M Erdmann  14 , C O Escobar  62 , A Etchegoyen  7   8 , H Falcke  1   40   63 , J Farmer  64 , G Farrar  65 , A C Fauth  43 , N Fazzini  62 , F Feldbusch  66 , F Fenu  4   11 , B Fick  67 , J M Figueira  7 , A Filipčič  68   69 , T Fodran  1 , M M Freire  70 , T Fujii  64   71 , A Fuster  7   8 , C Galea  1 , C Galelli  37   38 , B García  45 , A L Garcia Vegas  14 , H Gemmeke  66 , F Gesualdi  7   54 , A Gherghel-Lascu  19 , P L Ghia  24 , U Giaccari  1 , M Giammarchi  38 , M Giller  72 , J Glombitza  14 , F Gobbi  15 , F Gollan  7 , G Golup  6 , M Gómez Berisso  6 , P F Gómez Vitale  15   16 , J P Gongora  15 , N González  7 , I Goos  6   54 , D Góra  29 , A Gorgi  3   4 , M Gottowik  21 , T D Grubb  5 , F Guarino  13   20 , G P Guedes  73 , E Guido  4   11 , S Hahn  7   54 , R Halliday  50 , M R Hampel  7 , P Hansen  39 , D Harari  6 , V M Harvey  5 , A Haungs  54 , T Hebbeker  14 , D Heck  54 , G C Hill  5 , C Hojvat  62 , J R Hörandel  1   40 , P Horvath  44 , M Hrabovský  44 , T Huege  33   54 , J Hulsman  7   54 , A Insolia  34   35 , P G Isar  74 , J A Johnsen  75 , J Jurysek  18 , A Kääpä  21 , K H Kampert  21 , B Keilhauer  54 , J Kemp  14 , H O Klages  54 , M Kleifges  66 , J Kleinfeller  15 , M Köpke  58 , G Kukec Mezek  69 , B L Lago  76 , D LaHurd  50 , R G Lang  57 , M A Leigui de Oliveira  77 , V Lenok  54 , A Letessier-Selvon  78 , I Lhenry-Yvon  24 , D Lo Presti  34   35 , L Lopes  2 , R López  79 , R Lorek  50 , Q Luce  58 , A Lucero  7 , A Machado Payeras  43 , M Malacari  64 , G Mancarella  42   47 , D Mandat  18 , B C Manning  5 , J Manshanden  80 , P Mantsch  62 , S Marafico  24 , A G Mariazzi  39 , I C Mariş  81 , G Marsella  42   47 , D Martello  42   47 , H Martinez  57 , O Martínez Bravo  79 , M Mastrodicasa  25   26 , H J Mathes  54 , J Matthews  82 , G Matthiae  59   60 , E Mayotte  21 , P O Mazur  62 , G Medina-Tanco  9 , D Melo  7 , A Menshikov  66 , K-D Merenda  75 , S Michal  44 , M I Micheletti  70 , L Miramonti  37   38 , D Mockler  81 , S Mollerach  6 , F Montanet  22 , C Morello  3   4 , M Mostafá  83 , A L Müller  7   54 , M A Muller  27   43   84 , K Mulrey  33 , R Mussa  4 , M Muzio  65 , W M Namasaka  21 , L Nellen  9 , P H Nguyen  5 , M Niculescu-Oglinzanu  19 , M Niechciol  31 , D Nitz  67   85 , D Nosek  86 , V Novotny  86 , L Nožka  44 , A Nucita  42   47 , L A Núñez  87 , M Palatka  18 , J Pallotta  88 , M P Panetta  42   47 , P Papenbreer  21 , G Parente  10 , A Parra  79 , M Pech  18 , F Pedreira  10 , J Pȩkala  29 , R Pelayo  89 , J Peña-Rodriguez  87 , J Perez Armand  28 , M Perlin  7   54 , L Perrone  42   47 , C Peters  14 , S Petrera  26   48 , T Pierog  54 , M Pimenta  2 , V Pirronello  34   35 , M Platino  7 , B Pont  1 , M Pothast  1   40 , P Privitera  64 , M Prouza  18 , A Puyleart  67 , S Querchfeld  21 , J Rautenberg  21 , D Ravignani  7 , M Reininghaus  7   54 , J Ridky  18 , F Riehn  2 , M Risse  31 , P Ristori  88 , V Rizi  25   26 , W Rodrigues de Carvalho  28 , G Rodriguez Fernandez  59   60 , J Rodriguez Rojo  15 , M J Roncoroni  7 , M Roth  54 , E Roulet  6 , A C Rovero  52 , P Ruehl  31 , S J Saffi  5 , A Saftoiu  19 , F Salamida  25   26 , H Salazar  79 , G Salina  60 , J D Sanabria Gomez  87 , F Sánchez  7 , E M Santos  28 , E Santos  18 , F Sarazin  75 , R Sarmento  2 , C Sarmiento-Cano  7 , R Sato  15 , P Savina  24   42   47 , C Schäfer  54 , V Scherini  42 , H Schieler  54 , M Schimassek  7   58 , M Schimp  21 , F Schlüter  7   54 , D Schmidt  58 , O Scholten  33   90 , P Schovánek  18 , F G Schröder  46   54 , S Schröder  21 , A Schulz  54 , S J Sciutto  39 , M Scornavacche  7   54 , R C Shellard  91 , G Sigl  80 , G Silli  7   54 , O Sima  19   51 , R Šmída  64 , P Sommers  83 , J F Soriano  12 , J Souchard  22 , R Squartini  15 , M Stadelmaier  7   54 , D Stanca  19 , S Stanič  69 , J Stasielak  29 , P Stassi  22 , A Streich  7   58 , M Suárez-Durán  87 , T Sudholz  5 , T Suomijärvi  24 , A D Supanitsky  7 , J Šupík  44 , Z Szadkowski  92 , A Taboada  58 , A Tapia  93 , C Timmermans  1   40 , O Tkachenko  54 , P Tobiska  18 , C J Todero Peixoto  41 , B Tomé  2 , G Torralba Elipe  10 , A Travaini  15 , P Travnicek  18 , C Trimarelli  25   26 , M Trini  69 , M Tueros  39 , R Ulrich  54 , M Unger  54 , M Urban  14 , L Vaclavek  44 , M Vacula  44 , J F Valdés Galicia  9 , I Valiño  26   48 , L Valore  13   20 , A van Vliet  1 , E Varela  79 , B Vargas Cárdenas  9 , A Vásquez-Ramírez  87 , D Veberič  54 , C Ventura  56 , I D Vergara Quispe  39 , V Verzi  60 , J Vicha  18 , L Villaseñor  79 , J Vink  94 , S Vorobiov  69 , H Wahlberg  39 , A A Watson  95 , M Weber  66 , A Weindl  54 , L Wiencke  75 , H Wilczyński  29 , T Winchen  33 , M Wirtz  14 , D Wittkowski  21 , B Wundheiler  7 , A Yushkov  18 , O Zapparrata  81 , E Zas  10 , D Zavrtanik  68   69 , M Zavrtanik  68   69 , L Zehrer  69 , A Zepeda  96 , M Ziolkowski  31 , F Zuccarello  34   35 ; Pierre Auger Collaboration
Affiliations
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Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5×10^{18} eV Using the Pierre Auger Observatory

A Aab et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

We report a measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 2.5×10^{18} eV based on 215 030 events. New results are presented: at about 1.3×10^{19} eV, the spectral index changes from 2.51±0.03(stat)±0.05(syst) to 3.05±0.05(stat)±0.10(syst), evolving to 5.1±0.3(stat)±0.1(syst) beyond 5×10^{19} eV, while no significant dependence of spectral features on the declination is seen in the accessible range. These features of the spectrum can be reproduced in models with energy-dependent mass composition. The energy density in cosmic rays above 5×10^{18} eV is [5.66±0.03(stat)±1.40(syst)]×10^{53} erg Mpc^{-3}.

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