Spectral calibration of the fluorescence telescopes of the Pierre Auger Observatory

Journal Article · Fri Sep 08 00:00:00 EDT 2017 · Astroparticle Physics

DOI:https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2017.09.001· OSTI ID:1390185

Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Al Samarai, I.; Albuquerque, I. F. M.; Allekotte, I.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez-Muñiz, J.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Arqueros, F.; Arsene, N.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Avila, G. ; Badescu, A. M.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Barreira Luz, R. J.; Beatty, J. J.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Biermann, P. L.; Biteau, J.; Blaess, S. G.; Blanco, A.; Blazek, J.; Bleve, C.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Borodai, N.; Botti, A. M.; Brack, J.; Brancus, I.; Bretz, T.; Bridgeman, A.; Briechle, F. L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Cancio, A.; Canfora, F.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Chavez, A. G.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Clay, R. W.; Cobos, A.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, M. R.; Conceição, R.; Consolati, G.; Contreras, F.; Cooper, M. J.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Cronin, J.; D’Amico, S.; Daniel, B.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; de Jong, S. J.; De Mauro, G.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Souza, V.; Debatin, J.; Deligny, O.; Díaz Castro, M. L.; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; D’Olivo, J. C.; Dorosti, Q.; dos Anjos, R. C.; Dova, M. T.; Dundovic, A.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Erfani, M.; Escobar, C. O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filipčič, A.; Fratu, O.; Freire, M. M.; Fujii, T.; Fuster, A.; Gaior, R.; García, B.; Garcia-Pinto, D.; Gaté, F.; Gemmeke, H.; Gherghel-Lascu, A.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Głas, D.; Glaser, C.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P. F.; González, N.; Gookin, B.; Gorgi, A.; Gorham, P.; Grillo, A. F.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Halliday, R.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T. A.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Herve, A. E.; Hill, G. C.; Hojvat, C.; Holt, E.; Homola, P.; Hörandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Hulsman, J.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Jandt, I.; Johnsen, J. A.; Josebachuili, M.; Jurysek, J.; Kääpä, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K. H.; Keilhauer, B.; Kemmerich, N.; Kemp, E.; Kemp, J.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Krohm, N.; Kuempel, D.; Kukec Mezek, G.; Kunka, N.; Kuotb Awad, A.; Lago, B. L.; LaHurd, D.; Lang, R. G.; Lauscher, M.; Legumina, R.; Leigui de Oliveira, M. A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lo Presti, D.; Lopes, L.; López, R.; López Casado, A.; Lorek, R.; Luce, Q.; Lucero, A.; Malacari, M.; Mallamaci, M.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Mariş, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Masías Meza, J. J.; Mathes, H. J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mazur, P. O.; Medina, C.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merenda, K. -D.; Michal, S.; Micheletti, M. I.; Middendorf, L.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Mockler, D.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Müller, A. L.; Müller, G.; Muller, M. A.; Müller, S.; Mussa, R.; Naranjo, I.; Nellen, L.; Nguyen, P. H.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Niemietz, L.; Niggemann, T.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Núñez, L. A.; Ochilo, L.; Oikonomou, F.; Olinto, A.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; Pedreira, F.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Peña-Rodriguez, J.; Pereira, L. A. S.; Perlin, M.; Perrone, L.; Peters, C.; Petrera, S.; Phuntsok, J.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Plum, M.; Porowski, C.; Prado, R. R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Ramos-Pollan, R.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rogozin, D.; Roncoroni, M. J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saffi, S. J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Saleh, A.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sánchez, F.; Sanchez-Lucas, P.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Schauer, M.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimp, M.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schovánek, P.; Schröder, F. G.; Schröder, S.; Schulz, A.; Schumacher, J.; Sciutto, S. J.; Segreto, A.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Śmiałkowski, A.; Šmída, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sonntag, S.; Squartini, R.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Stolpovskiy, M.; Strafella, F.; Streich, A.; Suarez, F.; Suarez Durán, M.; Sudholz, T.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Šupík, J.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Taboada, A.; Taborda, O. A.; Theodoro, V. M.; Timmermans, C.; Todero Peixoto, C. J.; Tomankova, L.; Tomé, B.; Torralba Elipe, G.; Travnicek, P.; Trini, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdés Galicia, J. F.; Valiño, I.; Valore, L.; van Aar, G.; van Bodegom, P.; van den Berg, A. M.; van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Varner, G.; Vázquez, R. A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I. D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Villaseñor, L.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson, A. A.; Weber, M.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wirtz, M.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yang, L.; Yushkov, A.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zepeda, A.; Zimmermann, B.; Ziolkowski, M.; Zong, Z.; Zuccarello, F.

We present a novel method to measure precisely the relative spectral response of the fluorescence telescopes of the Pierre Auger Observatory. Here, we used a portable light source based on a xenon flasher and a monochromator to measure the relative spectral efficiencies of eight telescopes in steps of 5 nm from 280 nm to 440 nm. Each point in a scan had approximately 2 nm FWHM out of the monochromator. Different sets of telescopes in the observatory have different optical components, and the eight telescopes measured represent two each of the four combinations of components represented in the observatory. We made an end-to-end measurement of the response from different combinations of optical components, and the monochromator setup allowed for more precise and complete measurements than our previous multi-wavelength calibrations. We find an overall uncertainty in the calibration of the spectral response of most of the telescopes of 1.5% for all wavelengths; the six oldest telescopes have larger overall uncertainties of about 2.2%. We also report changes in physics measureables due to the change in calibration, which are generally small.

• Research Organization: Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States)
• Sponsoring Organization: European Union (EU); USDOE; USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP) (SC-25): National Science Foundation (NSF)
• Contributing Organization: Pierre Auger Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-07CH11359; FG02-99ER41107; SC0011689
• OSTI ID: 1390185
• Alternate ID(s): OSTI ID: 1495845
• Report Number(s): FERMILAB-PUB--17-355; arXiv:1709.01537; 1621775
• Journal Information: Astroparticle Physics, Journal Name: Astroparticle Physics Journal Issue: C Vol. 95; ISSN 0927-6505
• Publisher: Elsevier
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

46 INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY
79 ASTRONOMY AND ASTROPHYSICS
Auger observatory
Calibration
Extensive air shower
Nitrogen fluorescence