Abstract
The Pierre Auger Observatory is a hybrid detector for ultra-high energy cosmic rays. It combines a surface array to measure secondary particles at ground level together with a fluorescence detector to measure the development of air showers in the atmosphere above the array. The fluorescence detector comprises 24 large telescopes specialized for measuring the nitrogen fluorescence caused by charged particles of cosmic ray air showers. In this paper we describe the components of the fluorescence detector including its optical system, the design of the camera, the electronics, and the systems for relative and absolute calibration. We also discuss the operation and the monitoring of the detector. Finally, we evaluate the detector performance and precision of shower reconstructions.
| Original language | English |
|---|---|
| Pages (from-to) | 227-251 |
| Number of pages | 25 |
| Journal | Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment |
| Volume | 620 |
| Issue number | 2-3 |
| DOIs | |
| State | Published - 2010 |
| Externally published | Yes |
Keywords
- Cosmic rays
- Fluorescence detector
Fingerprint
Dive into the research topics of 'The fluorescence detector of the Pierre Auger Observatory'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 620, No. 2-3, 2010, p. 227-251.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - The fluorescence detector of the Pierre Auger Observatory
AU - Abraham, J.
AU - Abreu, P.
AU - Aglietta, M.
AU - Aguirre, C.
AU - Ahn, E. J.
AU - Allard, D.
AU - Allekotte, I.
AU - Allen, J.
AU - Allison, P.
AU - Alvarez-Muiz, J.
AU - Ambrosio, M.
AU - Anchordoqui, L.
AU - Andringa, S.
AU - Anzalone, A.
AU - Aramo, C.
AU - Arganda, E.
AU - Argir, S.
AU - Arisaka, K.
AU - Arneodo, F.
AU - Arqueros, F.
AU - Asch, T.
AU - Asorey, H.
AU - Assis, P.
AU - Aublin, J.
AU - Ave, M.
AU - Avila, G.
AU - Bacher, A.
AU - Bcker, T.
AU - Badagnani, D.
AU - Barber, K. B.
AU - Barbosa, A. F.
AU - Barbosa, H. J.M.
AU - Barenthien, N.
AU - Barroso, S. L.C.
AU - Baughman, B.
AU - Bauleo, P.
AU - Beatty, J. J.
AU - Beau, T.
AU - Becker, B. R.
AU - Becker, K. H.
AU - Belltoile, A.
AU - Bellido, J. A.
AU - Benzvi, S.
AU - Berat, C.
AU - Bernardini, P.
AU - Bertou, X.
AU - Biermann, P. L.
AU - Billoir, P.
AU - Blanch-Bigas, O.
AU - Blanco, F.
AU - Bleve, C.
AU - Blmer, H.
AU - Bohov, M.
AU - Bollmann, E.
AU - Bolz, H.
AU - Bonifazi, C.
AU - Bonino, R.
AU - Borodai, N.
AU - Bracci, F.
AU - Brack, J.
AU - Brogueira, P.
AU - Brown, W. C.
AU - Bruijn, R.
AU - Buchholz, P.
AU - Bueno, A.
AU - Burton, R. E.
AU - Busca, N. G.
AU - Caballero-Mora, K. S.
AU - Camin, D.
AU - Caramete, L.
AU - Caruso, R.
AU - Carvalho, W.
AU - Castellina, A.
AU - Castro, J.
AU - Catalano, O.
AU - Cazon, L.
AU - Cester, R.
AU - Chauvin, J.
AU - Chiavassa, A.
AU - Chinellato, J. A.
AU - Chou, A.
AU - Chudoba, J.
AU - Chye, J.
AU - Clark, P. D.J.
AU - Clay, R. W.
AU - Colombo, E.
AU - Conceio, R.
AU - Connolly, B.
AU - Contreras, F.
AU - Coppens, J.
AU - Cordero, A.
AU - Cordier, A.
AU - Cotti, U.
AU - Coutu, S.
AU - Covault, C. E.
AU - Creusot, A.
AU - Criss, A.
AU - Cronin, J. W.
AU - Cuautle, J.
AU - Curutiu, A.
AU - Dagoret-Campagne, S.
AU - Dallier, R.
AU - Daudo, F.
AU - Daumiller, K.
AU - Dawson, B. R.
AU - De Almeida, R. M.
AU - De Domenico, M.
AU - De Donato, C.
AU - De Jong, S. J.
AU - De La Vega, G.
AU - De Mello Junior, W. J.M.
AU - De Mello Neto, J. R.T.
AU - De Mitri, I.
AU - De Souza, V.
AU - De Vries, K. D.
AU - Decerprit, G.
AU - Del Peral, L.
AU - Deligny, O.
AU - Della Selva, A.
AU - Delle Fratte, C.
AU - Dembinski, H.
AU - Di Giulio, C.
AU - Diaz, J. C.
AU - Diep, P. N.
AU - Dobrigkeit, C.
AU - D'Olivo, J. C.
AU - Dong, P. N.
AU - Dornic, D.
AU - Dorofeev, A.
AU - Dos Anjos, J. C.
AU - Dova, M. T.
AU - D'Urso, D.
AU - Dutan, I.
AU - Duvernois, M. A.
AU - Engel, R.
AU - Erdmann, M.
AU - Escobar, C. O.
AU - Etchegoyen, A.
AU - Facal San Luis, P.
AU - Falcke, H.
AU - Farrar, G.
AU - Fauth, A. C.
AU - Fazzini, N.
AU - Ferrer, F.
AU - Ferrero, A.
AU - Fick, B.
AU - Filevich, A.
AU - Filipi, A.
AU - Fleck, I.
AU - Fliescher, S.
AU - Fonte, R.
AU - Fracchiolla, C. E.
AU - Fraenkel, E. D.
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AU - Garca Gmez, D.
AU - Garcia-Pinto, D.
AU - Garrido, X.
AU - Geenen, H.
AU - Gelmini, G.
AU - Gemmeke, H.
AU - Ghia, P. L.
AU - Giaccari, U.
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AU - Giller, M.
AU - Gitto, J.
AU - Glass, H.
AU - Goggin, L. M.
AU - Gold, M. S.
AU - Golup, G.
AU - Gomez Albarracin, F.
AU - Gmez Berisso, M.
AU - Gomez Vitale, P. F.
AU - Gonalves, P.
AU - Gonalves Do Amaral, M.
AU - Gonzalez, D.
AU - Gonzalez, J. G.
AU - Gra, D.
AU - Gorgi, A.
AU - Gouffon, P.
AU - Grashorn, E.
AU - Grassi, V.
AU - Grebe, S.
AU - Grigat, M.
AU - Grillo, A. F.
AU - Grygar, J.
AU - Guardincerri, Y.
AU - Guardone, N.
AU - Guerard, C.
AU - Guarino, F.
AU - Gumbsheimer, R.
AU - Guedes, G. P.
AU - Gutirrez, J.
AU - Hague, J. D.
AU - Halenka, V.
AU - Hansen, P.
AU - Harari, D.
AU - Harmsma, S.
AU - Hartmann, S.
AU - Harton, J. L.
AU - Haungs, A.
AU - Healy, M. D.
AU - Hebbeker, T.
AU - Hebrero, G.
AU - Heck, D.
AU - Hojvat, C.
AU - Holmes, V. C.
AU - Homola, P.
AU - Hofman, G.
AU - Hrandel, J. R.
AU - Horneffer, A.
AU - Horvat, M.
AU - Hrabovsk, M.
AU - Hucker, H.
AU - Huege, T.
AU - Hussain, M.
AU - Iarlori, M.
AU - Insolia, A.
AU - Ionita, F.
AU - Italiano, A.
AU - Jiraskova, S.
AU - Kaducak, M.
AU - Kampert, K. H.
AU - Karova, T.
AU - Kasper, P.
AU - Kgl, B.
AU - Keilhauer, B.
AU - Kemp, E.
AU - Kern, H.
AU - Kieckhafer, R. M.
AU - Klages, H. O.
AU - Kleifges, M.
AU - Kleinfeller, J.
AU - Knapik, R.
AU - Knapp, J.
AU - Koang, D. H.
AU - Kopmann, A.
AU - Krieger, A.
AU - Krmer, O.
AU - Kruppke-Hansen, D.
AU - Kuempel, D.
AU - Kunka, N.
AU - Kusenko, A.
AU - La Rosa, G.
AU - Lachaud, C.
AU - Lago, B. L.
AU - Lautridou, P.
AU - Leo, M. S.A.B.
AU - Lebrun, D.
AU - Lebrun, P.
AU - Lee, J.
AU - Leigui De Oliveira, M. A.
AU - Lemiere, A.
AU - Letessier-Selvon, A.
AU - Leuthold, M.
AU - Lhenry-Yvon, I.
AU - Lpez, R.
AU - Lopez Agera, A.
AU - Louedec, K.
AU - Lozano Bahilo, J.
AU - Lucero, A.
AU - Lyberis, H.
AU - MacCarone, M. C.
AU - MacOlino, C.
AU - Maldera, S.
AU - Malek, M.
AU - Mandat, D.
AU - Mantsch, P.
AU - Marchetto, F.
AU - Mariazzi, A. G.
AU - Maris, I. C.
AU - Marquez Falcon, H. R.
AU - Martello, D.
AU - Martineau, O.
AU - Martnez Bravo, O.
AU - Mathes, H. J.
AU - Matthews, J.
AU - Matthews, J. A.J.
AU - Matthiae, G.
AU - Maurizio, D.
AU - Mazur, P. O.
AU - McEwen, M.
AU - McNeil, R. R.
AU - Medina-Tanco, G.
AU - Melissas, M.
AU - Melo, D.
AU - Menichetti, E.
AU - Menshikov, A.
AU - Meyhandan, R.
AU - Micheletti, M. I.
AU - Miele, G.
AU - Miller, W.
AU - Miramonti, L.
AU - Mollerach, S.
AU - Monasor, M.
AU - Monnier Ragaigne, D.
AU - Montanet, F.
AU - Morales, B.
AU - Morello, C.
AU - Moreno, J. C.
AU - Morris, C.
AU - Mostaf, M.
AU - Moura, C. A.
AU - Mucchi, M.
AU - Mueller, S.
AU - Muller, M. A.
AU - Mussa, R.
AU - Navarra, G.
AU - Navarro, J. L.
AU - Navas, S.
AU - Necesal, P.
AU - Nellen, L.
AU - Nerling, F.
AU - Newman-Holmes, C.
AU - Newton, D.
AU - Nhung, P. T.
AU - Nicotra, D.
AU - Nierstenhoefer, N.
AU - Nitz, D.
AU - Nosek, D.
AU - Noka, L.
AU - Nyklicek, M.
AU - Oehlschlger, J.
AU - Olinto, A.
AU - Oliva, P.
AU - Olmos-Gilbaja, V. M.
AU - Ortiz, M.
AU - Ortolani, F.
AU - Oßwald, B.
AU - Pacheco, N.
AU - Pakk Selmi-Dei, D.
AU - Palatka, M.
AU - Pallotta, J.
AU - Parente, G.
AU - Parizot, E.
AU - Parlati, S.
AU - Pastor, S.
AU - Patel, M.
AU - Paul, T.
AU - Pavlidou, V.
AU - Payet, K.
AU - Pech, M.
AU - Pȩkala, J.
AU - Pepe, I. M.
AU - Perrone, L.
AU - Pesce, R.
AU - Petermann, E.
AU - Petrera, S.
AU - Petrinca, P.
AU - Petrolini, A.
AU - Petrov, Y.
AU - Petrovic, J.
AU - Pfendner, C.
AU - Pichel, A.
AU - Piegaia, R.
AU - Pierog, T.
AU - Pimenta, M.
AU - Pinto, T.
AU - Pirronello, V.
AU - Pisanti, O.
AU - Platino, M.
AU - Pochon, J.
AU - Ponce, V. H.
AU - Pontz, M.
AU - Pouryamout, J.
AU - Prado, L.
AU - Privitera, P.
AU - Prouza, M.
AU - Quel, E. J.
AU - Raia, G.
AU - Rautenberg, J.
AU - Ravel, O.
AU - Ravignani, D.
AU - Redondo, A.
AU - Reis, H. C.
AU - Reucroft, S.
AU - Revenu, B.
AU - Rezende, F. A.S.
AU - Ridky, J.
AU - Riggi, S.
AU - Risse, M.
AU - Rivire, C.
AU - Rizi, V.
AU - Robledo, C.
AU - Roberts, M. D.
AU - Rodriguez, G.
AU - Rodriguez Martino, J.
AU - Rodriguez Rojo, J.
AU - Rodriguez-Cabo, I.
AU - Rodrguez-Fras, M. D.
AU - Ros, G.
AU - Rosado, J.
AU - Rossler, T.
AU - Roth, M.
AU - Rouill-D'Orfeuil, B.
AU - Roulet, E.
AU - Rovero, A. C.
AU - Salamida, F.
AU - Salazar, H.
AU - Salina, G.
AU - Snchez, F.
AU - Santander, M.
AU - Santo, C. E.
AU - Santos, E. M.
AU - Sarazin, F.
AU - Sarkar, S.
AU - Sato, R.
AU - Scharf, N.
AU - Scherini, V.
AU - Schieler, H.
AU - Schiffer, P.
AU - Schleif, G.
AU - Schmidt, A.
AU - Schmidt, F.
AU - Schmidt, T.
AU - Scholten, O.
AU - Schoorlemmer, H.
AU - Schovancova, J.
AU - Schovnek, P.
AU - Schroeder, F.
AU - Schulte, S.
AU - Schssler, F.
AU - Schuster, D.
AU - Sciutto, S. J.
AU - Scuderi, M.
AU - Segreto, A.
AU - Semikoz, D.
AU - Sequieros, G.
AU - Settimo, M.
AU - Shellard, R. C.
AU - Sidelnik, I.
AU - Siffert, B. B.
AU - Smiakowski, A.
AU - Mda, R.
AU - Smith, A. G.K.
AU - Smith, B. E.
AU - Snow, G. R.
AU - Sommers, P.
AU - Sorokin, J.
AU - Spinka, H.
AU - Squartini, R.
AU - Strazzeri, E.
AU - Stutz, A.
AU - Suarez, F.
AU - Suomijrvi, T.
AU - Supanitsky, A. D.
AU - Sutherland, M. S.
AU - Swain, J.
AU - Szadkowski, Z.
AU - Tamashiro, A.
AU - Tamburro, A.
AU - Tarutina, T.
AU - Tacu, O.
AU - Tcaciuc, R.
AU - Tcherniakhovski, D.
AU - Thao, N. T.
AU - Thomas, D.
AU - Ticona, R.
AU - Tiffenberg, J.
AU - Timmermans, C.
AU - Tkaczyk, W.
AU - Todero Peixoto, C. J.
AU - Tom, B.
AU - Tonachini, A.
AU - Torres, I.
AU - Trapani, P.
AU - Travnicek, P.
AU - Tridapalli, D. B.
AU - Tristram, G.
AU - Trovato, E.
AU - Tuci, V.
AU - Tueros, M.
AU - Tusi, E.
AU - Ulrich, R.
AU - Unger, M.
AU - Urban, M.
AU - Valds Galicia, J. F.
AU - Valio, I.
AU - Valore, L.
AU - Van Den Berg, A. M.
AU - Vzquez, J. R.
AU - Vzquez, R. A.
AU - Veberi, D.
AU - Velarde, A.
AU - Venters, T.
AU - Verzi, V.
AU - Videla, M.
AU - Villaseor, L.
AU - Vitali, G.
AU - Vorobiov, S.
AU - Voyvodic, L.
AU - Wahlberg, H.
AU - Wahrlich, P.
AU - Wainberg, O.
AU - Warner, D.
AU - Westerhoff, S.
AU - Whelan, B. J.
AU - Wild, N.
AU - Wiebusch, C.
AU - Wieczorek, G.
AU - Wiencke, L.
AU - Wilczyska, B.
AU - Wilczyski, H.
AU - Wileman, C.
AU - Winnick, M. G.
AU - Wrner, G.
AU - Wu, H.
AU - Wundheiler, B.
AU - Yamamoto, T.
AU - Younk, P.
AU - Yuan, G.
AU - Yushkov, A.
AU - Zas, E.
AU - Zavrtanik, D.
AU - Zavrtanik, M.
AU - Zaw, I.
AU - Zepeda, A.
AU - Ziolkowski, M.
N1 - Funding Information: We are very grateful to the following agencies and organizations for financial support: Comisión Nacional de Energía Atómica, Fundación Antorchas, Gobierno De La Provincia de Mendoza, Municipalidad de Malargüe, NDM Holdings and Valle Las Leñas, in gratitude for their continuing cooperation over land access, Argentina; the Australian Research Council; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Rio de Janeiro (FAPERJ), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT), Brazil; AVCR AV0Z10100502 and AV0Z10100522, GAAV KJB300100801 and KJB100100904, GACR 202/06/P006, MSMT-CR LA08016, LC527, 1M06002 and MSM0021620859, Czech Republic; Centre de Calcul IN2P3/CNRS, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conseil Régional Ile-de-France, Département Physique Nucléaire et Corpusculaire (PNC-IN2P3/CNRS), Département Sciences de l’Univers (SDU-INSU/CNRS), France; Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Finanzministerium Baden-Württemberg, Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungs- zentren (HGF), Ministerium für Wissenschaft und Forschung, Nordrhein-Westfalen, Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Baden-Wü rttemberg, Germany; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR), Italy; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Mexico; Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), Netherlands; Ministry of Science and Higher Education, Grant nos. 1 P03 D 014 30, N202 090 31/0623, and PAP/218/2006, Poland; Fundação para a Ciência e a Tecnologia, Portugal; Ministry for Higher Education, Science, and Technology, Slovenian Research Agency, Slovenia; Comunidad de Madrid, Consejería de Educación de la Comunidad de Castilla La Mancha, FEDER funds, Ministerio de Ciencia e Innovación, Xunta de Galicia, Spain; Science and Technology Facilities Council, UK; Department of Energy, Contract no. DE-AC02-07CH11359, National Science Foundation, Grant no. 0450696, The Grainger Foundation USA; ALFA-EC/HELEN, European Union Sixth Framework Program, Grant no. MEIF-CT-2005-025057, European Union Seventh Framework Program, Grant no. PIEF-GA-2008-220240 and UNESCO.
PY - 2010
Y1 - 2010
N2 - The Pierre Auger Observatory is a hybrid detector for ultra-high energy cosmic rays. It combines a surface array to measure secondary particles at ground level together with a fluorescence detector to measure the development of air showers in the atmosphere above the array. The fluorescence detector comprises 24 large telescopes specialized for measuring the nitrogen fluorescence caused by charged particles of cosmic ray air showers. In this paper we describe the components of the fluorescence detector including its optical system, the design of the camera, the electronics, and the systems for relative and absolute calibration. We also discuss the operation and the monitoring of the detector. Finally, we evaluate the detector performance and precision of shower reconstructions.
AB - The Pierre Auger Observatory is a hybrid detector for ultra-high energy cosmic rays. It combines a surface array to measure secondary particles at ground level together with a fluorescence detector to measure the development of air showers in the atmosphere above the array. The fluorescence detector comprises 24 large telescopes specialized for measuring the nitrogen fluorescence caused by charged particles of cosmic ray air showers. In this paper we describe the components of the fluorescence detector including its optical system, the design of the camera, the electronics, and the systems for relative and absolute calibration. We also discuss the operation and the monitoring of the detector. Finally, we evaluate the detector performance and precision of shower reconstructions.
KW - Cosmic rays
KW - Fluorescence detector
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=77955667750&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1016/j.nima.2010.04.023
DO - 10.1016/j.nima.2010.04.023
M3 - Artículo
SN - 0168-9002
VL - 620
SP - 227
EP - 251
JO - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
JF - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
IS - 2-3
ER -