The shape of the radio wavefront of extensive air showers as measured with LOFAR
A. Corstanje
,
P. Schellart
,
A. Nelles
,
S. Buitink
,
J. E. Enriquez
,
H. Falcke
(1, 2)
,
W. Frieswijk
,
J. R. Hörandel
,
M. Krause
(3)
,
J. P. Rachen
,
O. Scholten
(4)
,
S. ter Veen
,
S. Thoudam
,
G. Trinh
,
M. van Den Akker
,
A. Alexov
,
J. Anderson
(5)
,
I. M. Avruch
(6)
,
M. E. Bell
,
M. J. Bentum
(7)
,
G. Bernardi
,
P. Best
(8)
,
A. Bonafede
,
F. Breitling
(5)
,
J. Broderick
(9, 10)
,
M. Brüggen
(10)
,
H. R. Butcher
,
B. Ciardi
,
F. de Gasperin
,
E. de Geus
,
M. de Vos
,
S. Duscha
,
J. Eislöffel
(11)
,
D. Engels
,
R. A. Fallows
(2)
,
C. Ferrari
(12)
,
M. A. Garrett
,
Jean-Mathias Griessmeier
(13, 14)
,
A. W. Gunst
,
J. P. Hamaker
,
M. Hoeft
,
A. Horneffer
,
M. Iacobelli
(15)
,
E. Juette
,
A. Karastergiou
,
J. Kohler
,
V. I. Kondratiev
(2)
,
M. Kuniyoshi
,
G. Kuper
,
P. Maat
,
G. Mann
,
R. Mcfadden
(2)
,
D. Mckay-Bukowski
,
M. Mevius
,
H. Munk
(2)
,
M. J. Norden
,
E. Orru
(2)
,
H. Paas
,
M. Pandey-Pommier
(16)
,
V. N. Pandey
,
R. Pizzo
,
A. G. Polatidis
,
W. Reich
,
H. Röttgering
(17)
,
A. M. M. Scaife
,
D. Schwarz
,
O. Smirnov
,
A. Stewart
,
M. Steinmetz
,
J. Swinbank
(18, 19)
,
Michel Tagger
(13)
,
Y. Tang
(2)
,
C. Tasse
,
C. Toribio
,
R. Vermeulen
,
C. Vocks
,
R. J. van Weeren
,
S. J. Wijnholds
,
O. Wucknitz
,
S. Yatawatta
,
P. Zarka
(1)
1
IMAPP -
Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics
2 ASTRON - Netherlands Institute for Radio Astronomy
3 MPE - Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
4 Radboud University [Nijmegen]
5 AIP - Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
6 SRON - SRON Netherlands Institute for Space Research
7 TU Delft - Delft University of Technology
8 Edin. - University of Edinburgh
9 University of Southampton
10 UHH - Universität Hamburg
11 TLS - Thüringer Landessternwarte Tautenburg
12 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
13 LPC2E - Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace
14 USN - Unité Scientifique de la Station de Nançay
15 Universiteit Leiden = Leiden University
16 CRAL - Centre de Recherche Astrophysique de Lyon
17 Leiden Observatory [Leiden]
18 Department of Astrophysical Sciences [Princeton]
19 AI PANNEKOEK - Astronomical Institute Anton Pannekoek
2 ASTRON - Netherlands Institute for Radio Astronomy
3 MPE - Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
4 Radboud University [Nijmegen]
5 AIP - Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
6 SRON - SRON Netherlands Institute for Space Research
7 TU Delft - Delft University of Technology
8 Edin. - University of Edinburgh
9 University of Southampton
10 UHH - Universität Hamburg
11 TLS - Thüringer Landessternwarte Tautenburg
12 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
13 LPC2E - Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace
14 USN - Unité Scientifique de la Station de Nançay
15 Universiteit Leiden = Leiden University
16 CRAL - Centre de Recherche Astrophysique de Lyon
17 Leiden Observatory [Leiden]
18 Department of Astrophysical Sciences [Princeton]
19 AI PANNEKOEK - Astronomical Institute Anton Pannekoek
A. Corstanje
- Fonction : Auteur
P. Schellart
- Fonction : Auteur
A. Nelles
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S. Buitink
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J. E. Enriquez
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W. Frieswijk
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J. R. Hörandel
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J. P. Rachen
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S. ter Veen
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S. Thoudam
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G. Trinh
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M. van Den Akker
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A. Alexov
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M. E. Bell
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G. Bernardi
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A. Bonafede
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- PersonId : 766668
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H. R. Butcher
- Fonction : Auteur
B. Ciardi
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F. de Gasperin
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- PersonId : 766669
- ORCID : 0000-0003-4439-2627
E. de Geus
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M. de Vos
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S. Duscha
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J. Eislöffel
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D. Engels
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C. Ferrari
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- PersonId : 743106
- IdHAL : chiara-ferrari
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M. A. Garrett
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Jean-Mathias Griessmeier
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- IdHAL : jean-mathias-griessmeier
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A. W. Gunst
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J. P. Hamaker
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M. Hoeft
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A. Horneffer
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M. Iacobelli
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E. Juette
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A. Karastergiou
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J. Kohler
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M. Kuniyoshi
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G. Kuper
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P. Maat
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G. Mann
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D. Mckay-Bukowski
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M. Mevius
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M. J. Norden
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H. Paas
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V. N. Pandey
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R. Pizzo
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A. G. Polatidis
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W. Reich
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H. Röttgering
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A. M. M. Scaife
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D. Schwarz
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A. Stewart
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M. Steinmetz
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Michel Tagger
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C. Tasse
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C. Toribio
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R. J. van Weeren
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S. Yatawatta
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P. Zarka
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- IdRef : 034944648
Résumé
Extensive air showers, induced by high energy cosmic rays impinging on the Earth's atmosphere, produce radio emission that is measured with the LOFAR radio telescope. As the emission comes from a finite distance of a few kilometers, the incident wavefront is non-planar. A spherical, conical or hyperbolic shape of the wavefront has been proposed, but measurements of individual air showers have been inconclusive so far. For a selected high-quality sample of 161 measured extensive air showers, we have reconstructed the wavefront by measuring pulse arrival times to sub-nanosecond precision in 200 to 350 individual antennas. For each measured air shower, we have fitted a conical, spherical, and hyperboloid shape to the arrival times. The fit quality and a likelihood analysis show that a hyperboloid is the best parametrization. Using a non-planar wavefront shape gives an improved angular resolution, when reconstructing the shower arrival direction. Furthermore, a dependence of the wavefront shape on the shower geometry can be seen. This suggests that it will be possible to use a wavefront shape analysis to get an additional handle on the atmospheric depth of the shower maximum, which is sensitive to the mass of the primary particle.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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