Density of GeV muons in air showers measured with IceTop

We present a measurement of the density of GeV muons in near-vertical air showers using three years of data recorded by the IceTop array at the South Pole. Depending on the shower size, the muon densities have been measured at lateral distances between 200 m and 1000 m. From these lateral distributi...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Abbasi, R., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J. A., Ahlers, M., Ahrens, M., Alameddine, J. M., Alves, A. A., Amin, N. M., Andeen, K., Anderson, T., Anton, G., Argüelles, C., Ashida, Y., Axani, S., Bai, X., V., A. Balagopal, Barwick, S. W., Bastian, B., Basu, V., Baur, S., Bay, R., Beatty, J. J., Becker, K. -H., Tjus, J. Becker, Beise, J., Bellenghi, C., Benda, S., BenZvi, S., Berley, D., Bernardini, E., Besson, D. Z., Binder, G., Bindig, D., Blaufuss, E., Blot, S., Boddenberg, M., Bontempo, F., Borowka, J., Böser, S., Botner, O., Böttcher, J., Bourbeau, E., Bradascio, F., Braun, J., Brinson, B., Bron, S., Brostean-Kaiser, J., Browne, S., Burgman, A., Burley, R. T., Busse, R. S., Campana, M. A., Carnie-Bronca, E. G., Chen, C., Chen, Z., Chirkin, D., Choi, K., Clark, B. A., Clark, K., Classen, L., Coleman, A., Collin, G. H., Conrad, J. M., Coppin, P., Correa, P., Cowen, D. F., Cross, R., Dappen, C., Dave, P., De Clercq, C., DeLaunay, J. J., López, D. Delgado, Dembinski, H., Deoskar, K., Desai, A., Desiati, P., de Vries, K. D., de Wasseige, G., de With, M., DeYoung, T., Diaz, A., Díaz-Vélez, J. C., Dittmer, M., Dujmovic, H., Dunkman, M., DuVernois, M. A., Ehrhardt, T., Eller, P., Engel, R., Erpenbeck, H., Evans, J., Evenson, P. A., Fan, K. L., Fazely, A. R., Fedynitch, A., Feigl, N., Fiedlschuster, S., Fienberg, A. T., Finley, C., Fischer, L., Fox, D., Franckowiak, A., Friedman, E., Fritz, A., Fürst, P., Gaisser, T. K., Gallagher, J., Ganster, E., Garcia, A., Garrappa, S., Gerhardt, L., Ghadimi, A., Glaser, C., Glauch, T., Glüsenkamp, T., Gonzalez, J. G., Goswami, S., Grant, D., Grégoire, T., Griswold, S., Günther, C., Gutjahr, P., Haack, C., Hallgren, A., Halliday, R., Halve, L., Halzen, F., Minh, M. Ha, Hanson, K., Hardin, J., Harnisch, A. A., Haungs, A., Hebecker, D., Helbing, K., Henningsen, F., Hettinger, E. C., Hickford, S., Hignight, J., Hill, C., Hill, G. C., Hoffman, K. D., Hoffmann, R., Hoshina, K., Huang, F., Huber, M., Huber, T., Hultqvist, K., Hünnefeld, M., Hussain, R., Hymon, K., In, S., Iovine, N., Ishihara, A., Jansson, M., Japaridze, G. S., Jeong, M., Jin, M., Jones, B. J. P., Kang, D., Kang, W., Kang, X., Kappes, A., Kappesser, D., Kardum, L., Karg, T., Karl, M., Karle, A., Katz, U., Kauer, M., Kellermann, M., Kelley, J. L., Kheirandish, A., Kin, K., Kintscher, T., Kiryluk, J., Klein, S. R., Koirala, R., Kolanoski, H., Kontrimas, T., Köpke, L., Kopper, C., Kopper, S., Koskinen, D. J., Koundal, P., Kovacevich, M., Kowalski, M., Kozynets, T., Kun, E., Kurahashi, N., Lad, N., Gualda, C. Lagunas, Lanfranchi, J. L., Larson, M. J., Lauber, F., Lazar, J. P., Lee, J. W., Leonard, K., Leszczyńska, A., Li, Y., Lincetto, M., Liu, Q. R., Liubarska, M., Lohfink, E., Mariscal, C. J. Lozano, Lu, L., Lucarelli, F., Ludwig, A., Luszczak, W., Lyu, Y., Ma, W. Y., Madsen, J., Mahn, K. B. M., Makino, Y., Mancina, S., Mari{ş}, I. C., Martinez-Soler, I., Maruyama, R., McCarthy, S., McElroy, T., McNally, F., Mead, J. V., Meagher, K., Mechbal, S., Medina, A., Meier, M., Meighen-Berger, S., Micallef, J., Mockler, D., Montaruli, T., Moore, R. W., Morse, R., Moulai, M., Naab, R., Nagai, R., Naumann, U., Necker, J., Nguy{\~{ê}}n, L. V., Niederhausen, H., Nisa, M. U., Nowicki, S. C., Pollmann, A. Obertacke, Oehler, M., Oeyen, B., Olivas, A., O'Sullivan, E., Pandya, H., Pankova, D. V., Park, N., Parker, G. K., Paudel, E. N., Paul, L., Heros, C. Pérez de los, Peters, L., Peterson, J., Philippen, S., Pieper, S., Pittermann, M., Pizzuto, A., Plum, M., Popovych, Y., Porcelli, A., Rodriguez, M. Prado, Pries, B., Przybylski, G. T., Raab, C., Rack-Helleis, J., Raissi, A., Rameez, M., Rawlins, K., Rea, I. C., Rechav, Z., Rehman, A., Reichherzer, P., Reimann, R., Renzi, G., Resconi, E., Reusch, S., Rhode, W., Richman, M., Riedel, B., Roberts, E. J., Robertson, S., Roellinghoff, G., Rongen, M., Rott, C., Ruhe, T., Ryckbosch, D., Cantu, D. Rysewyk, Safa, I., Saffer, J., Herrera, S. E. Sanchez, Sandrock, A., Santander, M., Sarkar, S., Satalecka, K., Schaufel, M., Schieler, H., Schindler, S., Schmidt, T., Schneider, A., Schneider, J., Schröder, F. G., Schumacher, L., Schwefer, G., Sclafani, S., Seckel, D., Seunarine, S., Sharma, A., Shefali, S., Shimizu, N., Silva, M., Skrzypek, B., Smithers, B., Snihur, R., Soedingrekso, J., Soldin, D., Spannfellner, C., Spiczak, G. M., Spiering, C., Stachurska, J., Stamatikos, M., Stanev, T., Stein, R., Stettner, J., Stezelberger, T., Stürwald, T., Stuttard, T., Sullivan, G. W., Taboada, I., Ter-Antonyan, S., Thwaites, J., Tilav, S., Tischbein, F., Tollefson, K., Tönnis, C., Toscano, S., Tosi, D., Trettin, A., Tselengidou, M., Tung, C. F., Turcati, A., Turcotte, R., Turley, C. F., Twagirayezu, J. P., Ty, B., Elorrieta, M. A. Unland, Valtonen-Mattila, N., Vandenbroucke, J., van Eijndhoven, N., Vannerom, D., van Santen, J., Veitch-Michaelis, J., Verpoest, S., Walck, C., Wang, W., Watson, T. B., Weaver, C., Weigel, P., Weindl, A., Weiss, M. J., Weldert, J., Wendt, C., Werthebach, J., Weyrauch, M., Whitehorn, N., Wiebusch, C. H., Williams, D. R., Wolf, M., Wrede, G., Wulff, J., Xu, X. W., Yanez, J. P., Yildizci, E., Yoshida, S., Yu, S., Yuan, T., Zhang, Z., Zhelnin, P.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:unknown
Published: arXiv 2022
Subjects:
Online Access:https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2201.12635
https://arxiv.org/abs/2201.12635
id ftdatacite:10.48550/arxiv.2201.12635
record_format openpolar
institution Open Polar
collection DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology)
op_collection_id ftdatacite
language unknown
topic High Energy Physics - Experiment hep-ex
High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE
FOS Physical sciences
spellingShingle High Energy Physics - Experiment hep-ex
High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE
FOS Physical sciences
Abbasi, R.
Ackermann, M.
Adams, J.
Aguilar, J. A.
Ahlers, M.
Ahrens, M.
Alameddine, J. M.
Alves, A. A.
Amin, N. M.
Andeen, K.
Anderson, T.
Anton, G.
Argüelles, C.
Ashida, Y.
Axani, S.
Bai, X.
V., A. Balagopal
Barwick, S. W.
Bastian, B.
Basu, V.
Baur, S.
Bay, R.
Beatty, J. J.
Becker, K. -H.
Tjus, J. Becker
Beise, J.
Bellenghi, C.
Benda, S.
BenZvi, S.
Berley, D.
Bernardini, E.
Besson, D. Z.
Binder, G.
Bindig, D.
Blaufuss, E.
Blot, S.
Boddenberg, M.
Bontempo, F.
Borowka, J.
Böser, S.
Botner, O.
Böttcher, J.
Bourbeau, E.
Bradascio, F.
Braun, J.
Brinson, B.
Bron, S.
Brostean-Kaiser, J.
Browne, S.
Burgman, A.
Burley, R. T.
Busse, R. S.
Campana, M. A.
Carnie-Bronca, E. G.
Chen, C.
Chen, Z.
Chirkin, D.
Choi, K.
Clark, B. A.
Clark, K.
Classen, L.
Coleman, A.
Collin, G. H.
Conrad, J. M.
Coppin, P.
Correa, P.
Cowen, D. F.
Cross, R.
Dappen, C.
Dave, P.
De Clercq, C.
DeLaunay, J. J.
López, D. Delgado
Dembinski, H.
Deoskar, K.
Desai, A.
Desiati, P.
de Vries, K. D.
de Wasseige, G.
de With, M.
DeYoung, T.
Diaz, A.
Díaz-Vélez, J. C.
Dittmer, M.
Dujmovic, H.
Dunkman, M.
DuVernois, M. A.
Ehrhardt, T.
Eller, P.
Engel, R.
Erpenbeck, H.
Evans, J.
Evenson, P. A.
Fan, K. L.
Fazely, A. R.
Fedynitch, A.
Feigl, N.
Fiedlschuster, S.
Fienberg, A. T.
Finley, C.
Fischer, L.
Fox, D.
Franckowiak, A.
Friedman, E.
Fritz, A.
Fürst, P.
Gaisser, T. K.
Gallagher, J.
Ganster, E.
Garcia, A.
Garrappa, S.
Gerhardt, L.
Ghadimi, A.
Glaser, C.
Glauch, T.
Glüsenkamp, T.
Gonzalez, J. G.
Goswami, S.
Grant, D.
Grégoire, T.
Griswold, S.
Günther, C.
Gutjahr, P.
Haack, C.
Hallgren, A.
Halliday, R.
Halve, L.
Halzen, F.
Minh, M. Ha
Hanson, K.
Hardin, J.
Harnisch, A. A.
Haungs, A.
Hebecker, D.
Helbing, K.
Henningsen, F.
Hettinger, E. C.
Hickford, S.
Hignight, J.
Hill, C.
Hill, G. C.
Hoffman, K. D.
Hoffmann, R.
Hoshina, K.
Huang, F.
Huber, M.
Huber, T.
Hultqvist, K.
Hünnefeld, M.
Hussain, R.
Hymon, K.
In, S.
Iovine, N.
Ishihara, A.
Jansson, M.
Japaridze, G. S.
Jeong, M.
Jin, M.
Jones, B. J. P.
Kang, D.
Kang, W.
Kang, X.
Kappes, A.
Kappesser, D.
Kardum, L.
Karg, T.
Karl, M.
Karle, A.
Katz, U.
Kauer, M.
Kellermann, M.
Kelley, J. L.
Kheirandish, A.
Kin, K.
Kintscher, T.
Kiryluk, J.
Klein, S. R.
Koirala, R.
Kolanoski, H.
Kontrimas, T.
Köpke, L.
Kopper, C.
Kopper, S.
Koskinen, D. J.
Koundal, P.
Kovacevich, M.
Kowalski, M.
Kozynets, T.
Kun, E.
Kurahashi, N.
Lad, N.
Gualda, C. Lagunas
Lanfranchi, J. L.
Larson, M. J.
Lauber, F.
Lazar, J. P.
Lee, J. W.
Leonard, K.
Leszczyńska, A.
Li, Y.
Lincetto, M.
Liu, Q. R.
Liubarska, M.
Lohfink, E.
Mariscal, C. J. Lozano
Lu, L.
Lucarelli, F.
Ludwig, A.
Luszczak, W.
Lyu, Y.
Ma, W. Y.
Madsen, J.
Mahn, K. B. M.
Makino, Y.
Mancina, S.
Mari{ş}, I. C.
Martinez-Soler, I.
Maruyama, R.
McCarthy, S.
McElroy, T.
McNally, F.
Mead, J. V.
Meagher, K.
Mechbal, S.
Medina, A.
Meier, M.
Meighen-Berger, S.
Micallef, J.
Mockler, D.
Montaruli, T.
Moore, R. W.
Morse, R.
Moulai, M.
Naab, R.
Nagai, R.
Naumann, U.
Necker, J.
Nguy{\~{ê}}n, L. V.
Niederhausen, H.
Nisa, M. U.
Nowicki, S. C.
Pollmann, A. Obertacke
Oehler, M.
Oeyen, B.
Olivas, A.
O'Sullivan, E.
Pandya, H.
Pankova, D. V.
Park, N.
Parker, G. K.
Paudel, E. N.
Paul, L.
Heros, C. Pérez de los
Peters, L.
Peterson, J.
Philippen, S.
Pieper, S.
Pittermann, M.
Pizzuto, A.
Plum, M.
Popovych, Y.
Porcelli, A.
Rodriguez, M. Prado
Pries, B.
Przybylski, G. T.
Raab, C.
Rack-Helleis, J.
Raissi, A.
Rameez, M.
Rawlins, K.
Rea, I. C.
Rechav, Z.
Rehman, A.
Reichherzer, P.
Reimann, R.
Renzi, G.
Resconi, E.
Reusch, S.
Rhode, W.
Richman, M.
Riedel, B.
Roberts, E. J.
Robertson, S.
Roellinghoff, G.
Rongen, M.
Rott, C.
Ruhe, T.
Ryckbosch, D.
Cantu, D. Rysewyk
Safa, I.
Saffer, J.
Herrera, S. E. Sanchez
Sandrock, A.
Santander, M.
Sarkar, S.
Sarkar, S.
Satalecka, K.
Schaufel, M.
Schieler, H.
Schindler, S.
Schmidt, T.
Schneider, A.
Schneider, J.
Schröder, F. G.
Schumacher, L.
Schwefer, G.
Sclafani, S.
Seckel, D.
Seunarine, S.
Sharma, A.
Shefali, S.
Shimizu, N.
Silva, M.
Skrzypek, B.
Smithers, B.
Snihur, R.
Soedingrekso, J.
Soldin, D.
Spannfellner, C.
Spiczak, G. M.
Spiering, C.
Stachurska, J.
Stamatikos, M.
Stanev, T.
Stein, R.
Stettner, J.
Stezelberger, T.
Stürwald, T.
Stuttard, T.
Sullivan, G. W.
Taboada, I.
Ter-Antonyan, S.
Thwaites, J.
Tilav, S.
Tischbein, F.
Tollefson, K.
Tönnis, C.
Toscano, S.
Tosi, D.
Trettin, A.
Tselengidou, M.
Tung, C. F.
Turcati, A.
Turcotte, R.
Turley, C. F.
Twagirayezu, J. P.
Ty, B.
Elorrieta, M. A. Unland
Valtonen-Mattila, N.
Vandenbroucke, J.
van Eijndhoven, N.
Vannerom, D.
van Santen, J.
Veitch-Michaelis, J.
Verpoest, S.
Walck, C.
Wang, W.
Watson, T. B.
Weaver, C.
Weigel, P.
Weindl, A.
Weiss, M. J.
Weldert, J.
Wendt, C.
Werthebach, J.
Weyrauch, M.
Whitehorn, N.
Wiebusch, C. H.
Williams, D. R.
Wolf, M.
Wrede, G.
Wulff, J.
Xu, X. W.
Yanez, J. P.
Yildizci, E.
Yoshida, S.
Yu, S.
Yuan, T.
Zhang, Z.
Zhelnin, P.
Density of GeV muons in air showers measured with IceTop
topic_facet High Energy Physics - Experiment hep-ex
High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE
FOS Physical sciences
description We present a measurement of the density of GeV muons in near-vertical air showers using three years of data recorded by the IceTop array at the South Pole. Depending on the shower size, the muon densities have been measured at lateral distances between 200 m and 1000 m. From these lateral distributions, we derive the muon densities as functions of energy at reference distances of 600 m and 800 m for primary energies between 2.5 PeV and 40 PeV and between 9 PeV and 120 PeV, respectively. The muon densities are determined using, as a baseline, the hadronic interaction model Sibyll 2.1 together with various composition models. The measurements are consistent with the predicted muon densities within these baseline interaction and composition models. The measured muon densities have also been compared to simulations using the post-LHC models EPOS-LHC and QGSJet-II.04. The result of this comparison is that the post-LHC models together with any given composition model yield higher muon densities than observed. This is in contrast to the observations above 1 EeV where all model simulations yield for any mass composition lower muon densities than the measured ones. The post-LHC models in general feature higher muon densities so that the agreement with experimental data at the highest energies is improved but the muon densities are not correct in the energy range between 2.5 PeV and about 100 PeV. : 20 pages, 17 captioned figures, submitted to Phys. Rev. D
format Article in Journal/Newspaper
author Abbasi, R.
Ackermann, M.
Adams, J.
Aguilar, J. A.
Ahlers, M.
Ahrens, M.
Alameddine, J. M.
Alves, A. A.
Amin, N. M.
Andeen, K.
Anderson, T.
Anton, G.
Argüelles, C.
Ashida, Y.
Axani, S.
Bai, X.
V., A. Balagopal
Barwick, S. W.
Bastian, B.
Basu, V.
Baur, S.
Bay, R.
Beatty, J. J.
Becker, K. -H.
Tjus, J. Becker
Beise, J.
Bellenghi, C.
Benda, S.
BenZvi, S.
Berley, D.
Bernardini, E.
Besson, D. Z.
Binder, G.
Bindig, D.
Blaufuss, E.
Blot, S.
Boddenberg, M.
Bontempo, F.
Borowka, J.
Böser, S.
Botner, O.
Böttcher, J.
Bourbeau, E.
Bradascio, F.
Braun, J.
Brinson, B.
Bron, S.
Brostean-Kaiser, J.
Browne, S.
Burgman, A.
Burley, R. T.
Busse, R. S.
Campana, M. A.
Carnie-Bronca, E. G.
Chen, C.
Chen, Z.
Chirkin, D.
Choi, K.
Clark, B. A.
Clark, K.
Classen, L.
Coleman, A.
Collin, G. H.
Conrad, J. M.
Coppin, P.
Correa, P.
Cowen, D. F.
Cross, R.
Dappen, C.
Dave, P.
De Clercq, C.
DeLaunay, J. J.
López, D. Delgado
Dembinski, H.
Deoskar, K.
Desai, A.
Desiati, P.
de Vries, K. D.
de Wasseige, G.
de With, M.
DeYoung, T.
Diaz, A.
Díaz-Vélez, J. C.
Dittmer, M.
Dujmovic, H.
Dunkman, M.
DuVernois, M. A.
Ehrhardt, T.
Eller, P.
Engel, R.
Erpenbeck, H.
Evans, J.
Evenson, P. A.
Fan, K. L.
Fazely, A. R.
Fedynitch, A.
Feigl, N.
Fiedlschuster, S.
Fienberg, A. T.
Finley, C.
Fischer, L.
Fox, D.
Franckowiak, A.
Friedman, E.
Fritz, A.
Fürst, P.
Gaisser, T. K.
Gallagher, J.
Ganster, E.
Garcia, A.
Garrappa, S.
Gerhardt, L.
Ghadimi, A.
Glaser, C.
Glauch, T.
Glüsenkamp, T.
Gonzalez, J. G.
Goswami, S.
Grant, D.
Grégoire, T.
Griswold, S.
Günther, C.
Gutjahr, P.
Haack, C.
Hallgren, A.
Halliday, R.
Halve, L.
Halzen, F.
Minh, M. Ha
Hanson, K.
Hardin, J.
Harnisch, A. A.
Haungs, A.
Hebecker, D.
Helbing, K.
Henningsen, F.
Hettinger, E. C.
Hickford, S.
Hignight, J.
Hill, C.
Hill, G. C.
Hoffman, K. D.
Hoffmann, R.
Hoshina, K.
Huang, F.
Huber, M.
Huber, T.
Hultqvist, K.
Hünnefeld, M.
Hussain, R.
Hymon, K.
In, S.
Iovine, N.
Ishihara, A.
Jansson, M.
Japaridze, G. S.
Jeong, M.
Jin, M.
Jones, B. J. P.
Kang, D.
Kang, W.
Kang, X.
Kappes, A.
Kappesser, D.
Kardum, L.
Karg, T.
Karl, M.
Karle, A.
Katz, U.
Kauer, M.
Kellermann, M.
Kelley, J. L.
Kheirandish, A.
Kin, K.
Kintscher, T.
Kiryluk, J.
Klein, S. R.
Koirala, R.
Kolanoski, H.
Kontrimas, T.
Köpke, L.
Kopper, C.
Kopper, S.
Koskinen, D. J.
Koundal, P.
Kovacevich, M.
Kowalski, M.
Kozynets, T.
Kun, E.
Kurahashi, N.
Lad, N.
Gualda, C. Lagunas
Lanfranchi, J. L.
Larson, M. J.
Lauber, F.
Lazar, J. P.
Lee, J. W.
Leonard, K.
Leszczyńska, A.
Li, Y.
Lincetto, M.
Liu, Q. R.
Liubarska, M.
Lohfink, E.
Mariscal, C. J. Lozano
Lu, L.
Lucarelli, F.
Ludwig, A.
Luszczak, W.
Lyu, Y.
Ma, W. Y.
Madsen, J.
Mahn, K. B. M.
Makino, Y.
Mancina, S.
Mari{ş}, I. C.
Martinez-Soler, I.
Maruyama, R.
McCarthy, S.
McElroy, T.
McNally, F.
Mead, J. V.
Meagher, K.
Mechbal, S.
Medina, A.
Meier, M.
Meighen-Berger, S.
Micallef, J.
Mockler, D.
Montaruli, T.
Moore, R. W.
Morse, R.
Moulai, M.
Naab, R.
Nagai, R.
Naumann, U.
Necker, J.
Nguy{\~{ê}}n, L. V.
Niederhausen, H.
Nisa, M. U.
Nowicki, S. C.
Pollmann, A. Obertacke
Oehler, M.
Oeyen, B.
Olivas, A.
O'Sullivan, E.
Pandya, H.
Pankova, D. V.
Park, N.
Parker, G. K.
Paudel, E. N.
Paul, L.
Heros, C. Pérez de los
Peters, L.
Peterson, J.
Philippen, S.
Pieper, S.
Pittermann, M.
Pizzuto, A.
Plum, M.
Popovych, Y.
Porcelli, A.
Rodriguez, M. Prado
Pries, B.
Przybylski, G. T.
Raab, C.
Rack-Helleis, J.
Raissi, A.
Rameez, M.
Rawlins, K.
Rea, I. C.
Rechav, Z.
Rehman, A.
Reichherzer, P.
Reimann, R.
Renzi, G.
Resconi, E.
Reusch, S.
Rhode, W.
Richman, M.
Riedel, B.
Roberts, E. J.
Robertson, S.
Roellinghoff, G.
Rongen, M.
Rott, C.
Ruhe, T.
Ryckbosch, D.
Cantu, D. Rysewyk
Safa, I.
Saffer, J.
Herrera, S. E. Sanchez
Sandrock, A.
Santander, M.
Sarkar, S.
Sarkar, S.
Satalecka, K.
Schaufel, M.
Schieler, H.
Schindler, S.
Schmidt, T.
Schneider, A.
Schneider, J.
Schröder, F. G.
Schumacher, L.
Schwefer, G.
Sclafani, S.
Seckel, D.
Seunarine, S.
Sharma, A.
Shefali, S.
Shimizu, N.
Silva, M.
Skrzypek, B.
Smithers, B.
Snihur, R.
Soedingrekso, J.
Soldin, D.
Spannfellner, C.
Spiczak, G. M.
Spiering, C.
Stachurska, J.
Stamatikos, M.
Stanev, T.
Stein, R.
Stettner, J.
Stezelberger, T.
Stürwald, T.
Stuttard, T.
Sullivan, G. W.
Taboada, I.
Ter-Antonyan, S.
Thwaites, J.
Tilav, S.
Tischbein, F.
Tollefson, K.
Tönnis, C.
Toscano, S.
Tosi, D.
Trettin, A.
Tselengidou, M.
Tung, C. F.
Turcati, A.
Turcotte, R.
Turley, C. F.
Twagirayezu, J. P.
Ty, B.
Elorrieta, M. A. Unland
Valtonen-Mattila, N.
Vandenbroucke, J.
van Eijndhoven, N.
Vannerom, D.
van Santen, J.
Veitch-Michaelis, J.
Verpoest, S.
Walck, C.
Wang, W.
Watson, T. B.
Weaver, C.
Weigel, P.
Weindl, A.
Weiss, M. J.
Weldert, J.
Wendt, C.
Werthebach, J.
Weyrauch, M.
Whitehorn, N.
Wiebusch, C. H.
Williams, D. R.
Wolf, M.
Wrede, G.
Wulff, J.
Xu, X. W.
Yanez, J. P.
Yildizci, E.
Yoshida, S.
Yu, S.
Yuan, T.
Zhang, Z.
Zhelnin, P.
author_facet Abbasi, R.
Ackermann, M.
Adams, J.
Aguilar, J. A.
Ahlers, M.
Ahrens, M.
Alameddine, J. M.
Alves, A. A.
Amin, N. M.
Andeen, K.
Anderson, T.
Anton, G.
Argüelles, C.
Ashida, Y.
Axani, S.
Bai, X.
V., A. Balagopal
Barwick, S. W.
Bastian, B.
Basu, V.
Baur, S.
Bay, R.
Beatty, J. J.
Becker, K. -H.
Tjus, J. Becker
Beise, J.
Bellenghi, C.
Benda, S.
BenZvi, S.
Berley, D.
Bernardini, E.
Besson, D. Z.
Binder, G.
Bindig, D.
Blaufuss, E.
Blot, S.
Boddenberg, M.
Bontempo, F.
Borowka, J.
Böser, S.
Botner, O.
Böttcher, J.
Bourbeau, E.
Bradascio, F.
Braun, J.
Brinson, B.
Bron, S.
Brostean-Kaiser, J.
Browne, S.
Burgman, A.
Burley, R. T.
Busse, R. S.
Campana, M. A.
Carnie-Bronca, E. G.
Chen, C.
Chen, Z.
Chirkin, D.
Choi, K.
Clark, B. A.
Clark, K.
Classen, L.
Coleman, A.
Collin, G. H.
Conrad, J. M.
Coppin, P.
Correa, P.
Cowen, D. F.
Cross, R.
Dappen, C.
Dave, P.
De Clercq, C.
DeLaunay, J. J.
López, D. Delgado
Dembinski, H.
Deoskar, K.
Desai, A.
Desiati, P.
de Vries, K. D.
de Wasseige, G.
de With, M.
DeYoung, T.
Diaz, A.
Díaz-Vélez, J. C.
Dittmer, M.
Dujmovic, H.
Dunkman, M.
DuVernois, M. A.
Ehrhardt, T.
Eller, P.
Engel, R.
Erpenbeck, H.
Evans, J.
Evenson, P. A.
Fan, K. L.
Fazely, A. R.
Fedynitch, A.
Feigl, N.
Fiedlschuster, S.
Fienberg, A. T.
Finley, C.
Fischer, L.
Fox, D.
Franckowiak, A.
Friedman, E.
Fritz, A.
Fürst, P.
Gaisser, T. K.
Gallagher, J.
Ganster, E.
Garcia, A.
Garrappa, S.
Gerhardt, L.
Ghadimi, A.
Glaser, C.
Glauch, T.
Glüsenkamp, T.
Gonzalez, J. G.
Goswami, S.
Grant, D.
Grégoire, T.
Griswold, S.
Günther, C.
Gutjahr, P.
Haack, C.
Hallgren, A.
Halliday, R.
Halve, L.
Halzen, F.
Minh, M. Ha
Hanson, K.
Hardin, J.
Harnisch, A. A.
Haungs, A.
Hebecker, D.
Helbing, K.
Henningsen, F.
Hettinger, E. C.
Hickford, S.
Hignight, J.
Hill, C.
Hill, G. C.
Hoffman, K. D.
Hoffmann, R.
Hoshina, K.
Huang, F.
Huber, M.
Huber, T.
Hultqvist, K.
Hünnefeld, M.
Hussain, R.
Hymon, K.
In, S.
Iovine, N.
Ishihara, A.
Jansson, M.
Japaridze, G. S.
Jeong, M.
Jin, M.
Jones, B. J. P.
Kang, D.
Kang, W.
Kang, X.
Kappes, A.
Kappesser, D.
Kardum, L.
Karg, T.
Karl, M.
Karle, A.
Katz, U.
Kauer, M.
Kellermann, M.
Kelley, J. L.
Kheirandish, A.
Kin, K.
Kintscher, T.
Kiryluk, J.
Klein, S. R.
Koirala, R.
Kolanoski, H.
Kontrimas, T.
Köpke, L.
Kopper, C.
Kopper, S.
Koskinen, D. J.
Koundal, P.
Kovacevich, M.
Kowalski, M.
Kozynets, T.
Kun, E.
Kurahashi, N.
Lad, N.
Gualda, C. Lagunas
Lanfranchi, J. L.
Larson, M. J.
Lauber, F.
Lazar, J. P.
Lee, J. W.
Leonard, K.
Leszczyńska, A.
Li, Y.
Lincetto, M.
Liu, Q. R.
Liubarska, M.
Lohfink, E.
Mariscal, C. J. Lozano
Lu, L.
Lucarelli, F.
Ludwig, A.
Luszczak, W.
Lyu, Y.
Ma, W. Y.
Madsen, J.
Mahn, K. B. M.
Makino, Y.
Mancina, S.
Mari{ş}, I. C.
Martinez-Soler, I.
Maruyama, R.
McCarthy, S.
McElroy, T.
McNally, F.
Mead, J. V.
Meagher, K.
Mechbal, S.
Medina, A.
Meier, M.
Meighen-Berger, S.
Micallef, J.
Mockler, D.
Montaruli, T.
Moore, R. W.
Morse, R.
Moulai, M.
Naab, R.
Nagai, R.
Naumann, U.
Necker, J.
Nguy{\~{ê}}n, L. V.
Niederhausen, H.
Nisa, M. U.
Nowicki, S. C.
Pollmann, A. Obertacke
Oehler, M.
Oeyen, B.
Olivas, A.
O'Sullivan, E.
Pandya, H.
Pankova, D. V.
Park, N.
Parker, G. K.
Paudel, E. N.
Paul, L.
Heros, C. Pérez de los
Peters, L.
Peterson, J.
Philippen, S.
Pieper, S.
Pittermann, M.
Pizzuto, A.
Plum, M.
Popovych, Y.
Porcelli, A.
Rodriguez, M. Prado
Pries, B.
Przybylski, G. T.
Raab, C.
Rack-Helleis, J.
Raissi, A.
Rameez, M.
Rawlins, K.
Rea, I. C.
Rechav, Z.
Rehman, A.
Reichherzer, P.
Reimann, R.
Renzi, G.
Resconi, E.
Reusch, S.
Rhode, W.
Richman, M.
Riedel, B.
Roberts, E. J.
Robertson, S.
Roellinghoff, G.
Rongen, M.
Rott, C.
Ruhe, T.
Ryckbosch, D.
Cantu, D. Rysewyk
Safa, I.
Saffer, J.
Herrera, S. E. Sanchez
Sandrock, A.
Santander, M.
Sarkar, S.
Sarkar, S.
Satalecka, K.
Schaufel, M.
Schieler, H.
Schindler, S.
Schmidt, T.
Schneider, A.
Schneider, J.
Schröder, F. G.
Schumacher, L.
Schwefer, G.
Sclafani, S.
Seckel, D.
Seunarine, S.
Sharma, A.
Shefali, S.
Shimizu, N.
Silva, M.
Skrzypek, B.
Smithers, B.
Snihur, R.
Soedingrekso, J.
Soldin, D.
Spannfellner, C.
Spiczak, G. M.
Spiering, C.
Stachurska, J.
Stamatikos, M.
Stanev, T.
Stein, R.
Stettner, J.
Stezelberger, T.
Stürwald, T.
Stuttard, T.
Sullivan, G. W.
Taboada, I.
Ter-Antonyan, S.
Thwaites, J.
Tilav, S.
Tischbein, F.
Tollefson, K.
Tönnis, C.
Toscano, S.
Tosi, D.
Trettin, A.
Tselengidou, M.
Tung, C. F.
Turcati, A.
Turcotte, R.
Turley, C. F.
Twagirayezu, J. P.
Ty, B.
Elorrieta, M. A. Unland
Valtonen-Mattila, N.
Vandenbroucke, J.
van Eijndhoven, N.
Vannerom, D.
van Santen, J.
Veitch-Michaelis, J.
Verpoest, S.
Walck, C.
Wang, W.
Watson, T. B.
Weaver, C.
Weigel, P.
Weindl, A.
Weiss, M. J.
Weldert, J.
Wendt, C.
Werthebach, J.
Weyrauch, M.
Whitehorn, N.
Wiebusch, C. H.
Williams, D. R.
Wolf, M.
Wrede, G.
Wulff, J.
Xu, X. W.
Yanez, J. P.
Yildizci, E.
Yoshida, S.
Yu, S.
Yuan, T.
Zhang, Z.
Zhelnin, P.
author_sort Abbasi, R.
title Density of GeV muons in air showers measured with IceTop
title_short Density of GeV muons in air showers measured with IceTop
title_full Density of GeV muons in air showers measured with IceTop
title_fullStr Density of GeV muons in air showers measured with IceTop
title_full_unstemmed Density of GeV muons in air showers measured with IceTop
title_sort density of gev muons in air showers measured with icetop
publisher arXiv
publishDate 2022
url https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2201.12635
https://arxiv.org/abs/2201.12635
geographic South Pole
geographic_facet South Pole
genre South pole
genre_facet South pole
op_rights arXiv.org perpetual, non-exclusive license
http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
op_doi https://doi.org/10.48550/arxiv.2201.12635
_version_ 1766202427612069888
spelling ftdatacite:10.48550/arxiv.2201.12635 2023-05-15T18:23:00+02:00 Density of GeV muons in air showers measured with IceTop Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alameddine, J. M. Alves, A. A. Amin, N. M. Andeen, K. Anderson, T. Anton, G. Argüelles, C. Ashida, Y. Axani, S. Bai, X. V., A. Balagopal Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker Beise, J. Bellenghi, C. Benda, S. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Boddenberg, M. Bontempo, F. Borowka, J. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bradascio, F. Braun, J. Brinson, B. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. Burley, R. T. Busse, R. S. Campana, M. A. Carnie-Bronca, E. G. Chen, C. Chen, Z. Chirkin, D. Choi, K. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dappen, C. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. López, D. Delgado Dembinski, H. Deoskar, K. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Fienberg, A. T. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Fürst, P. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griswold, S. Günther, C. Gutjahr, P. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Minh, M. Ha Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Haungs, A. Hebecker, D. Helbing, K. Henningsen, F. Hettinger, E. C. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. Hymon, K. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jin, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, M. Kozynets, T. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mancina, S. Mari{ş}, I. C. Martinez-Soler, I. Maruyama, R. McCarthy, S. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Mechbal, S. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Micallef, J. Mockler, D. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Nguy{\~{ê}}n, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peters, L. Peterson, J. Philippen, S. Pieper, S. Pittermann, M. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Pries, B. Przybylski, G. T. Raab, C. Rack-Helleis, J. Raissi, A. Rameez, M. Rawlins, K. Rea, I. C. Rechav, Z. Rehman, A. Reichherzer, P. Reimann, R. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Roberts, E. J. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Saffer, J. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Sharma, A. Shefali, S. Shimizu, N. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Spannfellner, C. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Ter-Antonyan, S. Thwaites, J. Tilav, S. Tischbein, F. Tollefson, K. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Veitch-Michaelis, J. Verpoest, S. Walck, C. Wang, W. Watson, T. B. Weaver, C. Weigel, P. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wolf, M. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. 2022 https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2201.12635 https://arxiv.org/abs/2201.12635 unknown arXiv arXiv.org perpetual, non-exclusive license http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/ High Energy Physics - Experiment hep-ex High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE FOS Physical sciences Article CreativeWork article Preprint 2022 ftdatacite https://doi.org/10.48550/arxiv.2201.12635 2022-03-10T10:26:02Z We present a measurement of the density of GeV muons in near-vertical air showers using three years of data recorded by the IceTop array at the South Pole. Depending on the shower size, the muon densities have been measured at lateral distances between 200 m and 1000 m. From these lateral distributions, we derive the muon densities as functions of energy at reference distances of 600 m and 800 m for primary energies between 2.5 PeV and 40 PeV and between 9 PeV and 120 PeV, respectively. The muon densities are determined using, as a baseline, the hadronic interaction model Sibyll 2.1 together with various composition models. The measurements are consistent with the predicted muon densities within these baseline interaction and composition models. The measured muon densities have also been compared to simulations using the post-LHC models EPOS-LHC and QGSJet-II.04. The result of this comparison is that the post-LHC models together with any given composition model yield higher muon densities than observed. This is in contrast to the observations above 1 EeV where all model simulations yield for any mass composition lower muon densities than the measured ones. The post-LHC models in general feature higher muon densities so that the agreement with experimental data at the highest energies is improved but the muon densities are not correct in the energy range between 2.5 PeV and about 100 PeV. : 20 pages, 17 captioned figures, submitted to Phys. Rev. D Article in Journal/Newspaper South pole DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology) South Pole