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Lorentz invariance violation (LIV) is often described by dispersion relations of the form E i2 = m i2+p i2+δi,n E 2+n with delta different based on particle type i, with energy E, momentum p and rest mass m. Kinematics and energy thresholds of interactions are modified once the LIV terms become comparable to the squared masses of the particles involved. Thus, the strongest constraints on the LIV coefficients δi,n tend to come from the highest energies. At sufficiently high energies, photons produced by cosmic ray interactions as they propagate through the Universe could be subluminal and unattenuated over cosmological distances. Cosmic ray interactions can also be modified and lead to detectable fingerprints in the energy spectrum and mass composition observed on Earth. The data collected at the Pierre Auger Observatory are therefore possibly sensitive to both the electromagnetic and hadronic sectors of LIV. In this article, we explore these two sectors by comparing the energy spectrum and the composition of cosmic rays and the upper limits on the photon flux from the Pierre Auger Observatory with simulations including LIV. Constraints on LIV parameters depend strongly on the mass composition of cosmic rays at the highest energies. For the electromagnetic sector, while no constraints can be obtained in the absence of protons beyond 1019 eV, we obtain δγ,0 > -10-21, δγ,1 > -10-40 eV-1 and δγ,2 > -10-58 eV-2 in the case of a subdominant proton component up to 1020 eV. For the hadronic sector, we study the best description of the data as a function of LIV coefficients and we derive constraints in the hadronic sector such as δhad,0 < 10-19, δhad,1 < 10-38 eV-1 and δhad,2 < 10-57 eV-2 at 5σ CL.
Testing effects of Lorentz invariance violation in the propagation of astroparticles with the Pierre Auger Observatory
Abreu P.;Aglietta M.;Albury J. M.;Allekotte I.;Almeida cheminant K.;Almela A.;Alvarez-Muniz J.;Alves batista R.;Anastasi G. A.;Anchordoqui L.;Andrada B.;Andringa S.;Aramo C.;Araujo ferreira P. R.;Arnone E.;Arteaga velazquez J. C.;Asorey H.;Assis P.;Avila G.;Badescu A. M.;Bakalova A.;Balaceanu A.;Barbato F.;Bellido J. A.;Berat C.;Bertaina M. E.;Bertou X.;Bhatta G.;Biermann P. L.;Binet V.;Bismark K.;Bister T.;Biteau J.;Blazek J.;Bleve C.;Blumer J.;Bohacova M.;Boncioli D.;Bonifazi C.;Bonneau arbeletche L.;Borodai N.;Botti A. M.;Brack J.;Bretz T.;Brichetto orchera P. G.;Briechle F. L.;Buchholz P.;Bueno A.;Buitink S.;Buscemi M.;Busken M.;Caballero-Mora K. S.;Caccianiga L.;Canfora F.;Caracas I.;Caruso R.;Castellina A.;Catalani F.;Cataldi G.;Cazon L.;Cerda M.;Chinellato J. A.;Chudoba J.;Chytka L.;Clay R. W.;Cobos cerutti A. C.;Colalillo R.;Coleman A.;Coluccia M. R.;Concei o R.;Condorelli A.;Consolati G.;Contreras F.;Convenga F.;Correia dos santos D.;Covault C. E.;Dasso S.;Daumiller K.;Dawson B. R.;Day J. A.;De almeida R. M.;De jesus J.;De jong S. J.;De mello neto J. R. T.;De mitri I.;De oliveira J.;De oliveira franco D.;De palma F.;De souza V.;De vito E.;Del popolo A.;Del rio M.;Deligny O.;Deval L.;Di matteo A.;Dobre M.;Dobrigkeit C.;D'olivo J. C.;Domingues mendes L. M.;Dos anjos R. C.;Dova M. T.;Ebr J.;Engel R.;Epicoco I.;Erdmann M.;Escobar C. O.;Etchegoyen A.;Falcke H.;Farmer J.;Farrar G.;Fauth A. C.;Fazzini N.;Feldbusch F.;Fenu F.;Fick B.;Figueira J. M.;Filipcic A.;Fitoussi T.;Fodran T.;Fujii T.;Fuster A.;Galea C.;Galelli C.;Garcia B.;Garcia vegas A. L.;Gemmeke H.;Gesualdi F.;Gherghel-Lascu A.;Ghia P. L.;Giaccari U.;Giammarchi M.;Glombitza J.;Gobbi F.;Gollan F.;Golup G.;Gomez berisso M.;Gomez vitale P. F.;Gongora J. P.;Gonzalez J. M.;Gonzalez N.;Goos I.;Gora D.;Gorgi A.;Gottowik M.;Grubb T. D.;Guarino F.;Guedes G. P.;Guido E.;Hahn S.;Hamal P.;Hampel M. R.;Hansen P.;Harari D.;Harvey V. M.;Haungs A.;Hebbeker T.;Heck D.;Hill G. C.;Hojvat C.;Horandel J. R.;Horvath P.;Hrabovsky M.;Huege T.;Insolia A.;Isar P. G.;Janecek P.;Johnsen J. A.;Jurysek J.;Kp A.;Kampert K. H.;Karastathis N.;Keilhauer B.;Khakurdikar A.;Kizakke covilakam V. V.;Klages H. O.;Kleifges M.;Kleinfeller J.;Knapp F.;Kunka N.;Lago B. L.;Lang R. G.;Langner N.;Leigui de oliveira M. A.;Lenok V.;Letessier-Selvon A.;Lhenry-Yvon I.;Lo presti D.;Lopes L.;Lopez R.;Lu L.;Luce Q.;Lundquist J. P.;Machado payeras A.;Mancarella G.;Mandat D.;Manning B. C.;Manshanden J.;Mantsch P.;Marafico S.;Mariani F. M.;Mariazzi A. G.;Maris I. C.;Marsella G.;Martello D.;Martinelli S.;Martinez bravo O.;Mastrodicasa M.;Mathes H. J.;Matthews J.;Matthiae G.;Mayotte E.;Mayotte S.;Mazur P. O.;Medina-Tanco G.;Melo D.;Menshikov A.;Michal S.;Micheletti M. I.;Miramonti L.;Mollerach S.;Montanet F.;Morejon L.;Morello C.;Mostafa M.;Muller A. L.;Muller M. A.;Mulrey K.;Mussa R.;Muzio M.;Namasaka W. M.;Nasr-Esfahani A.;Nellen L.;Nicora G.;Niculescu-Oglinzanu M.;Niechciol M.;Nitz D.;Nosek D.;Novotny V.;Nozka L.;Nucita A.;Nunez L. A.;Oliveira C.;Palatka M.;Pallotta J.;Papenbreer P.;Parente G.;Parra A.;Pawlowsky J.;Pech M.;Pkala J.;Pelayo R.;Pena-Rodriguez J.;Pereira martins E. E.;Perez armand J.;Perez bertolli C.;Perlin M.;Perrone L.;Petrera S.;Petrucci C.;Pierog T.;Pimenta M.;Pirronello V.;Platino M.;Pont B.;Pothast M.;Privitera P.;Prouza M.;Puyleart A.;Querchfeld S.;Rautenberg J.;Ravignani D.;Reininghaus M.;Ridky J.;Riehn F.;Risse M.;Rizi V.;Rodrigues de carvalho W.;Rodriguez rojo J.;Roncoroni M. J.;Rossoni S.;Roth M.;Roulet E.;Rovero A. C.;Ruehl P.;Saftoiu A.;Saharan M.;Salamida F.;Salazar H.;Salina G.;Sanabria gomez J. D.;Sanchez F.;Santos E. M.;Santos E.;Sarazin F.;Sarmento R.;Sarmiento-Cano C.;Sato R.;Savina P.;Sch fer C. M.;Scherini V.;Schieler H.;Schimassek M.;Schimp M.;Schluter F.;Schmidt D.;Scholten O.;Schoorlemmer H.;Schovanek P.;Schroder F. G.;Schulte J.;Schulz T.;Sciutto S. J.;Scornavacche M.;Segreto A.;Sehgal S.;Shellard R. C.;Sigl G.;Silli G.;Sima O.;Smau R.;Smida R.;Sommers P.;Soriano J. F.;Squartini R.;Stadelmaier M.;Stanca D.;Stanic S.;Stasielak J.;Stassi P.;Streich A.;Suarez-Duran M.;Sudholz T.;Suomij rvi T.;Supanitsky A. D.;Szadkowski Z.;Tapia A.;Taricco C.;Timmermans C.;Tkachenko O.;Tobiska P.;Todero peixoto C. J.;Tome B.;Torr s Z.;Travaini A.;Travnicek P.;Trimarelli C.;Tueros M.;Ulrich R.;Unger M.;Vaclavek L.;Vacula M.;Valdes galicia J. F.;Valore L.;Varela E.;Vasquez-Ramirez A.;Veberic D.;Ventura C.;Vergara quispe I. D.;Verzi V.;Vicha J.;Vink J.;Vorobiov S.;Wahlberg H.;Watanabe C.;Watson A. A.;Weindl A.;Wiencke L.;Wilczynski H.;Wittkowski D.;Wundheiler B.;Yushkov A.;Zapparrata O.;Zas E.;Zavrtanik D.;Zavrtanik M.;Zehrer L.
2022-01-01
Abstract
Lorentz invariance violation (LIV) is often described by dispersion relations of the form E i2 = m i2+p i2+δi,n E 2+n with delta different based on particle type i, with energy E, momentum p and rest mass m. Kinematics and energy thresholds of interactions are modified once the LIV terms become comparable to the squared masses of the particles involved. Thus, the strongest constraints on the LIV coefficients δi,n tend to come from the highest energies. At sufficiently high energies, photons produced by cosmic ray interactions as they propagate through the Universe could be subluminal and unattenuated over cosmological distances. Cosmic ray interactions can also be modified and lead to detectable fingerprints in the energy spectrum and mass composition observed on Earth. The data collected at the Pierre Auger Observatory are therefore possibly sensitive to both the electromagnetic and hadronic sectors of LIV. In this article, we explore these two sectors by comparing the energy spectrum and the composition of cosmic rays and the upper limits on the photon flux from the Pierre Auger Observatory with simulations including LIV. Constraints on LIV parameters depend strongly on the mass composition of cosmic rays at the highest energies. For the electromagnetic sector, while no constraints can be obtained in the absence of protons beyond 1019 eV, we obtain δγ,0 > -10-21, δγ,1 > -10-40 eV-1 and δγ,2 > -10-58 eV-2 in the case of a subdominant proton component up to 1020 eV. For the hadronic sector, we study the best description of the data as a function of LIV coefficients and we derive constraints in the hadronic sector such as δhad,0 < 10-19, δhad,1 < 10-38 eV-1 and δhad,2 < 10-57 eV-2 at 5σ CL.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
