An upper limit to the photon fraction in cosmic rays above 10^19 eV from the Pierre Auger Observatory

Abraham, J.; Aglietta, M.; Aguirre, C.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allison, P.; Alvarez, C.; Alvarez Muniz, J.; Ambrosio, M.; Anchordoqui, L.; Anjos, J. C.; Aramo, C.; Arisaka, K.; Armengaud, E.; Arneodo, F.; Arqueros, F.; Asch, T.; Asorey, H.; Atulugama, B. S.; Aublin, J.; Ave, M.; Avila, G.; Bacelar, J.; Backer, T.; Badagnani, D.; Barbosa, A. F.; Barbosa, H. M. J.; Barkhausen, M.; Barnhill, D.; Barroso, S. L. C.; Bauleo, P.; Beatty, J.; Beau, T.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bergmann, T.; Bernardini, Paolo; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanch Bigas, O.; Blanco, F.; Blasi, P.; Bleve, C.; Blumer, H.; Boghrat, P.; Bohacova, M.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Boratav, M.; Brack, J.; Brunet, J. M.; Buchholz, P.; Busca, N. G.; Caballero Mora, K. S.; Cai, B.; Camin, D. V.; Capdevielle, J. N.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chye, J.; Claes, D.; Clark, P. D. J.; Clay, R. W.; Clay, S. B.; Connolly, B.; Cordier, A.; Cotti, U.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Cronin, J.; Dagoret Campagne, S.; Dang Quang, T.; Darriulat, P.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; de Carvalho, L. A.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; W. J. M. de Mello J. r.,; de Mello Neto, J. R. T.; DE MITRI, Ivan; de Oliveira, M. A. L.; de Souza, V.; del Peral, L.; Deligny, O.; Della Selva, A.; Delle Fratte, C.; Dembinski, H.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Dobrigkeit, C.; D’Olivo, J. C.; Dornic, D.; Dorofeev, A.; Dova, M. T.; D’Urso, D.; Duvernois, M. A.; Engel, R.; Epele, L.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Ewers, A.; Facal San Luis, P.; Falcke, H.; Fauth, A. C.; Fazio, D.; Fazzini, N.; Fernandez, A.; Ferrer, F.; Ferry, S.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fleck, I.; Fokitis, E.; Fonte, R.; Fuhrmann, D.; Fulgione, W.; Garcia, B.; Garcia Pinto, D.; Garrard, L.; Garrido, X.; Geenen, H.; Gelmini, G.; Gemmeke, H.; Geranios, A.; Ghia, P. L.; Giller, M.; Gitto, J.; Glass, H.; Gobbi, F.; Gold, M. S.; Gomez Albarracin, F.; Gomez Berisso, M.; Gomez Herrero, R.; Goncalves do Amaral, M.; Gongora, J. P.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gonzalez, M.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Grassi, V.; Grillo, A.; Grunfeld, C.; Grupen, C.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Gutierrez, J.; Hague, J. D.; Hamilton, J. C.; Harakeh, M. N.; Harari, D.; Harmsma, S.; Hartmann, S.; Harton, J. L.; Healy, M. D.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hojvat, C.; Homola, P.; Horandel, J.; Horneffer, A.; Horvat, M.; Hrabovsky, M.; Iarlori, M.; Insolia, A.; Kaducak, M.; Kalashev, O.; Kampert, K. H.; Keilhauer, B.; Kemp, E.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapik, R.; Knapp, J.; Koang, D. H.; Kolotaev, Y.; Kopmann, A.; Kromer, O.; Kuhlman, S.; Kuijpers, J.; Kunka, N.; Kusenko, A.; Lachaud, C.; Lago, B. L.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Lee, J.; Letessier Selvon, A.; Leuthold, M.; Lhenry Yvon, I.; Longo, G.; Lopez, R.; Lopez Aguera, A.; Lucero, A.; Maldera, S.; Malek, M.; Maltezos, S.; Mancarella, Giovanni; Mancenido, M. E.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Maris, I. C.; Martello, Daniele; Martinez, N.; Martinez, J.; Martinez, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurin, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Mccauley, T.; Mcewen, M.; Mcneil, R. R.; Medina, G.; Medina, M. C.; Medina Tanco, G.; Meli, A.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menshikov, A.; Meurer, C. h. r.; Meyhandan, R.; Micheletti, M. I.; Miele, G.; Miller, W.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Monnier Ragaigne, D.; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, E.; Morris, C.; Mostafa', M.; Muller, M. A.; Mussa, R.; Navarra, G.; Nellen, L.; Newman Holmes, C.; Newton, D.; Nguyen Thi, T.; Nichol, R.; Nierstenhofer, N.; Nitz, D.; Nogima, H.; Nosek, D.; Nozka, L.; Oehlschlager, J.; Ohnuki, T.; Olinto, A.; Oliveira, L. F. A.; Olmos Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Ostapchenko, S.; Otero, L.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Parente, G.; Parizot, E.; Parlati, S.; Patel, M.; Paul, T.; Payet, K.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, Lorenzo; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrov, Y.; Pham Ngoc, D.; Pham Thi, T. N.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pisanti, O.; Porter, T. A.; Pouryamout, J.; L. Prado J. r.,; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Rautenberg, J.; Reis, H. C.; Reucroft, S.; Revenu, B.; Ridky, J.; Risi, A.; Risse, M.; Riviere, C.; Rizi, V.; Robbins, S.; Roberts, M.; Robledo, C.; Rodriguez, G.; Rodriguez Frias, D.; Rodriguez Martino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Ros, G.; Rosado, J.; Roth, M.; Roucelle, C.; Rouille' d’Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanchez, F.; Santander, M.; Santos, E. M.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scherini, V.; Schmidt, T.; Scholten, O.; Schovanek, P.; Schussler, F.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Semikoz, D.; Sequeiros, G.; Shellard, R. C.; Siffert, B. B.; Sigl, G.; Skelton, P.; Slater, W.; Smetniansky De Grande, N.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Smith, B. E.; Snow, G. R.; Sokolsky, P.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijarvi, T.; Supanitsky, A. D.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Tamashiro, A.; Tamburro, A.; Tascau, O.; Ticona, R.; Timmermans, C.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tonachini, A.; Torresi, D.; Travnicek, P.; Tripathi, A.; Tristram, G.; Tscherniakhovski, D.; Tueros, M.; Tunnicliffe, V.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valino, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; van Elewyck, V.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Veiga, A.; Velarde, A.; Venters, T.; Verzi, V.; Videla, M.; Villasenor, L.; Vo Van, T.; Vorobiov, S.; Voyvodic, L.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Waldenmaier, T.; Walker, P.; Warner, D.; Watson, A. A.; Westerhoff, S.; Wiebusch, C.; Wieczorek, G.; Wiencke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Wileman, C.; Winnick, M. G.; Xu, J.; Yamamoto, T.; Younk, P.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zech, A.; Zepeda, A.; Zha, M.; Ziolkowski, M.

doi:10.1016/j.astropartphys.2006.10.004

An upper limit of 16% (at 95% c.l.) is derived for the photon fraction in cosmic rays with energies greater than 1019 eV, based on observations of the depth of shower maximum performed with the hybrid detector of the Pierre Auger Observatory. This is the first such limit on photons obtained by observing the fluorescence light profile of air showers. This upper limit confirms and improves on previous results from the Haverah Park and AGASA surface arrays. Additional data recorded with the Auger surface detectors for a subset of the event sample support the conclusion that a photon origin of the observed events is not favored.