Prototype muon detectors for the AMIGA component of the Pierre Auger Observatory

AMIGA (Auger Muons and Infill for the Ground Array) is an upgrade of the Pierre Auger Observatory to extend its range of detection and to directly measure the muon content of the particle showers. It consists of an infill of surface water-Cherenkov detectors accompanied by buried scintillator detectors used for muon counting. The main objectives of the AMIGA engineering array, referred to as the Unitary Cell, are to identify and resolve all engineering issues as well as to understand the muon-number counting uncertainties related to the design of the detector. The mechanical design, fabrication and deployment processes of the muon counters of the Unitary Cell are described in this document. These muon counters modules comprise sealed PVC casings containing plastic scintillation bars, wavelength-shifter optical fibers, 64 pixel photomultiplier tubes, and acquisition electronics. The modules are buried approximately 2.25 m below ground level in order to minimize contamination from electromagnetic shower particles. The mechanical setup, which allows access to the electronics for maintenance, is also described in addition to tests of the modules' response and integrity. The completed Unitary Cell has measured a number of air showers of which a first analysis of a sample event is included here.

P. G. Isar | J. M. Figueira | T. D. Grubb | V. M. Theodoro | J. R. V'azquez | D. Lebrun | S. Buitink | H. Falcke | A. Nelles | L. Yang | I. Samarai | J. Beatty | K. Becker | G. Hill | M. Plum | M. Sutherland | P. Sommers | S. Coutu | P. Buchholz | G. Cataldi | J. Chudoba | M. Dova | R. Piegaia | G. Varner | M. Ziolkowski | S. Velzen | R. Kieckhafer | K. Weidenhaupt | C. Glaser | E. Quel | P. Abreu | P. Billoir | G. Matthiae | M. Pimenta | P. Privitera | J. Řídký | R. Shellard | D. Zavrtanik | M. Erdmann | T. Hebbeker | I. Katkov | G. Snow | C. Baus | A. Awad | R. Ulrich | H. Wahlberg | S. Jong | V. Rizi | P. Bodegom | D. Huber | G. Salina | A. Cordier | J. Harton | C. Hojvat | A. Letessier-Selvon | T. Paul | C. Timmermans | R. Vasquez | B. Zimmermann | P. Mantsch | L. Anchordoqui | M. Roth | J. Johnsen | O. Ravel | M. Urban | R. Krause | D. Kuempel | D. Walz | T. Winchen | A. Grillo | P. Trávníček | R. Clay | P. Homola | I. Pepe | A. Almela | A. Etchegoyen | B. Garc'ia | M. G. Berisso | M. Hampel | D. Harari | D. Melo | M. Platino | A. Supanitsky | A. Badescu | A. Aminaei | H. Mathes | S. Dasso | V. Novotny | P. Brogueira | R. Dallier | P. Horváth | B. Caccianiga | M. Giammarchi | L. Miramonti | S. Navas | J. Schulz | J. Chinellato | T. Bretz | H. Asorey | A. Stutz | A. Haungs | T. Huege | M. Kleifges | F. Schroder | A. Chiavassa | P. Heimann | P. Lebrun | I. Mitri | P. Pieroni | H. Gemmeke | R. Cester | L. Villaseñor | L. Caramete | O. Fratu | J. Blažek | G. Muller | J. Matthews | L. Wiencke | S. Muller | L. Latronico | S. Petrera | J. Cronin | G. Farrar | C. Covault | E. Kemp | A. Herv'e | L. Nellen | J. Rautenberg | A. Zepeda | C. Escobar | G. Guedes | C. Moura | P. Gouffon | Y. Petrov | F. S'anchez | K. Kampert | R. Lauer | A. Tepe | M. Unger | Q. Hasankiadeh | F. Montanet | D. Machado | K. Caballero-Mora | S. Andringa | V. Verzi | G. Golup | M. Weber | A. Blanco | L. Lopes | R. Engel | N. Hollon | T. Pierog | Y. Srivastava | P. Allison | O. Scholten | V. Pirronello | M. Zavrtanik | I. Allekotte | V. Souza | J. Ebr | I. Albuquerque | D. Mandát | C. Medina | C. Morello | D. Nosek | M. Palatka | M. Pech | M. Prouza | P. Ristori | E. Santos | A. Schulz | A. Segreto | O. Tibolla | C. Peixoto | M. Videla | S. Vorobiov | R. Sarmento | R. Prado | R. Pelayo | H. Salazar | F. Greus | T. Yapici | L. Tomankova | F. Werner | C. Aramo | C. Giulio | M. Giller | H. Schoorlemmer | D. Heck | P. Biermann | A. Porcelli | R. Almeida | M. Oliveira | A. Gherghel-Lascu | M. Niculescu-Oglinzanu | A. Saftoiu | D. Stanca | A. Bueno | A. Fauth | B. Dawson | M. Schauer | F. Zuccarello | B. Mitrica | B. Revenu | J. Pallotta | P. Sanchez-Lucas | J. Horandel | P. Assis | A. Widom | W. Carvalho | S. Coz | H. Schieler | A. Weindl | R. Batista | K. Fang | M. Mostaf'a | F. Oikonomou | T. P. A. C. A. Aab | M. Aglietta | J. Castillo | G. A. Anastasi | B. Andrada | N. Arsene | G. Avila | J. Bellido | M. Bertaina | X. Bertou | S. Blaess | C. Bleve | M. Boh'avcov'a | C. Bonifazi | N. Borodai | A. Botti | J. Brack | A. Bridgeman | M. Buscemi | L. Caccianiga | R. Caruso | A. Castellina | L. Cazon | R. Colalillo | A. Coleman | L. Collica | M. Coluccia | R. Conceiccao | F. Contreras | M. Cooper | B. Daniel | K. Daumiller | G. D. Mauro | J. M. Neto | J. D. Oliveira | O. Deligny | N. Dhital | M. L. D. Castro | F. Diogo | C. Dobrigkeit | J. D'Olivo | R. C. Anjos | N. Fazzini | B. Fick | A. Filipvcivc | M. Freire | T. Fujii | A. Fuster | P. Ghia | U. Giaccari | D. Glas | P. F. G. Vitale | N. Gonz'alez | A. Gorgi | F. Guarino | P. Hansen | T. Harrison | E. Holt | M. Hrabovsk'y | A. Insolia | I. Jandt | M. Josebachuili | A. Kaapa | O. Kambeitz | B. Keilhauer | H. Klages | J. Kleinfeller | G. K. Mezek | N. Kunka | D. LaHurd | I. Lhenry-Yvon | R. L'opez | A. L. Casado | A. Lucero | M. Malacari | M. Mallamaci | A. Mariazzi | I. Marics | G. Marsella | D. Martello | H. Martinez | O. Bravo | S. Mathys | J. Matthews | E. Mayotte | P. Mazur | G. Medina-Tanco | A. Menshikov | M. Micheletti | L. Middendorf | S. Mollerach | M. Muller | P. Nguyen | M. Niechciol | L. Niemietz | D. Nitz | L. Novzka | L. N'unez | A. Olinto | P. Papenbreer | G. Parente | A. Parra | J. Pkekala | L. Perrone | C. Peters | J. Phuntsok | C. Porowski | S. Querchfeld | S. Quinn | D. Ravignani | M. Risse | J. Rojo | E. Roulet | A. Rovero | S. Saffi | A. Saleh | E. Santos | F. Sarazin | C. Sarmiento-cano | R. Sato | V. Scherini | D. Schmidt | P. Schov'anek | J. Schumacher | S. Sciutto | G. Sigl | O. Sima | R. vSm'ida | R. Squartini | S. Stanivc | J. Stasielak | F. Suarez | T. Suomijarvi | J. Swain | Z. Szadkowski | O. Taborda | B. Tom'e | G. Elipe | M. Trini | J. Galicia | I. Valiño | L. Valore | A. D. Berg | A. Vliet | E. Varela | B. C'ardenas | R. V'azquez | D. Veberivc | J. Vicha | O. Wainberg | A. Watson | H. Wilczy'nski | D. Wittkowski | B. Wundheiler | A. Yushkov | E. Zas | F. Arqueros | J. Aublin | D. Boncioli | I. Brancus | A. Chavez | A. Matteo | M. Erfani | J. Espadanal | D. García-Pinto | P. Gorham | S. Jansen | N. Krohm | M. Lauscher | K. Link | J. Meza | I. Minaya | T. Niggemann | L. Ochilo | D. Rogozin | M. Settimo | A. Shadkam | A. Śmiałkowski | S. Sonntag | J. Sorokin | M. S. Dur'an | A. Tapia | G. Aar | G. Toma | E. Ahn | M. Ambrosio | H. Blumer | L. Peral | J. Diaz | A. Dorofeev | A. Filevich | H. Glass | S. Hartmann | P. Kasper | P. Lautridou | K. Louedec | D. Maurizio | P. Nečesal | N. Pacheco | D. Selmi-Dei | E. Petermann | M. D. Rodr'iguez-Fr'ias | J. Rosado | A. Tonachini | M. Blanco | A. Ferguson | B. Gookin | N. Griffith | V. Marin | J. Stapleton | M. Stephan | W. Docters | C. Jarne | L. Molina-Bueno | J. Neuser | B. Sarkar | M. Candusso | M. Cilmo | G. Cocciolo | F. Gaté | J. Maller | D. Martraire | S. Messina | B. Vlcek | S. Wykes | N. Awal | D. Garc'ia-G'amez | J. Gordon | R. Meißner | V. Mello | D. Reinert | J. D. Gomez | C. Scarso | M. R. Hampel | A. M. Berg | J. Alvarez-Muñiz | C. Bérat | F. Gallo | A. Schulz | C. D. Giulio | D. T. Machado | I. A. Samarai | J. Matthews | R. M. Almeida | G. V. Aar | A. V. Vliet | J. Vícha | R. A. Batista | O. Sima | J. A. Castillo | J. D. M. Neto | O. M. Bravo | C. T. Peixoto | G. T. Elipe | J. F. V. Galicia | D. P. Selmi-Dei | Hernán Asorey | C. Sarmiento-Cano | S. L. Coz | A. Săftoiu | P. Vitale

[1]  F. Schröder Radio detection of high-energy cosmic rays with the Auger Engineering Radio Array , 2016 .

[2]  A. Almela,et al.  Analog multiplexer for testing multianode photomultipliers used in AMIGA project of the Pierre Auger Observatory , 2015 .

[3]  A. Supanitsky,et al.  A new method for reconstructing the muon lateral distribution with an array of segmented counters , 2014, 1411.7649.

[4]  A. Almela,et al.  Digital electronics for the Pierre Auger Observatory AMIGA muon counters , 2013, 1312.7131.

[5]  Di Brembilla,et al.  Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca , 2013 .

[6]  F. Suarez The AMIGA Muon Detectors of the Pierre Auger Observatory: Overview and Status , 2013 .

[7]  N. T. Thao,et al.  The Pierre Auger Observatory V: Enhancements , 2011, 1107.4807.

[8]  A. Etchegoyen,et al.  AMIGA at the Auger Observatory: the scintillator module testing system , 2011 .

[9]  A. Almela,et al.  AMIGA at the Auger Observatory: the scintillator module testing system , 2011 .

[10]  M. Platino Fabrication and testing system for plastic scintillator muon counters used in cosmic showers detection , 2011 .

[11]  B. Wundheiler The AMIGA muon counters of the Pierre Auger Observatory: performance and first data , 2011 .

[12]  M. Platino,et al.  A Fully Automated Test Facility for Multi Anode Photo Multiplier Tubes , 2011 .

[13]  M. Gusarova,et al.  Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , 2009 .

[14]  et al,et al.  The magnetized steel and scintillator calorimeters of the MINOS experiment , 2008, 0805.3170.

[15]  A. Etchegoyen,et al.  Underground muon counters as a tool for composition analyses , 2008, 0804.1068.

[16]  P. N. Smith,et al.  The Magnetized Steel and Scintillator Calorimeters of the MINOS Experiment , 2008 .

[17]  Pierre Auger Collaboration A. Etchegoyen AMIGA, Auger Muons and Infill for the Ground Array , 2007, 0710.1646.

[18]  E. al.,et al.  The OPERA experiment Target Tracker , 2007, physics/0701153.

[19]  A. Bross,et al.  Extruding plastic scintillator at Fermilab , 2003, 2003 IEEE Nuclear Science Symposium. Conference Record (IEEE Cat. No.03CH37515).

[20]  P. G. Isar,et al.  The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory , 2015, 1502.01323.