Upper limit on the cosmic-ray photon flux above 10^19 eV using the surface detector of the Pierre Auger Observatory

Abraham, J.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Aguirre, C.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Alvarez Muniz, J.; Ambrosio, M.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Anzalone, A.; Aramo, C.; Argiro', S.; Arisaka, K.; Armengaud, E.; Arneodo, F.; Arquero, F.; Asch, T.; Asorey, H.; Assis, P.; Atulugama, B. S.; Aublin, J.; Ave, M.; Avila, G.; Backer, T.; Badagnani, D.; Barbosa, A. F.; Barnhill, D.; Barroso, S. L. C.; Bauleo, P.; Beatty, J. 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.; Bohacova, M.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Boratav, M.; Brack, J.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Burton, R. E.; Busca, N. G.; Caballero Mora, K. S.; Cai, B.; Camin, D. V.; Caramete, L.; Caruso, R.; Carvalho, W.; Castellina, A.; Catalano, O.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chye, J.; Clark, P. D. J.; Clay, R. W.; Colombo, E.; Conceicao, R.; Connolly, B.; Contreras, F.; Coppens, J.; Cordier, A.; Cotti, U.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Creusot, A.; Criss, A.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dagoret Campagne, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; De La Vega, G.; de Mello Junior, W. J. M.; de Mello Neto, J. R. T.; DE MITRI, Ivan; 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.; dos Anjos, J. C.; Dova, M. T.; D’Urso, D.; Dutan, I.; Duvernois, M. A.; Engel, R.; Epele, L.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Facal San Luis, P.; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferrer, F.; Ferry, S.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fleck, I.; Fonte, R.; Fracchiolla, C. E.; Fulgione, W.; Garcia, B.; Garcia Gamez, D.; Garcia Pinto, D.; Garrido, X.; Geenen, H.; Gelmini, G.; Gemmeke, H.; Ghia, P. L.; Giller, M.; Glass, H.; Gold, M. S.; Golup, G.; Gomez Albarracin, F.; Gomez Berisso, M.; Gomez Herrero, R.; Goncalves, P.; Goncalves do Amaral, M.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gonzalez, M.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Grassi, V.; Grillo, A. F.; Grunfeld, C.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Gutierrez, J.; Hague, J. D.; Hamilton, J. C.; Hansen, P.; Harari, D.; Harmsma, S.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hauschildt, T.; Healy, M. D.; Hebbeker, T.; Hebrero, G.; Heck, D.; Hojvat, C.; Holmes, V. C.; Homola, P.; Horandel, J.; Horneffer, A.; Horvat, M.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Hussain, M.; Iarlori, M.; Insolia, A.; Ionita, F.; Italiano, A.; Kaducak, M.; Kampert, K. H.; Karova, T.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Kemp, E.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapik, R.; Knapp, J.; Koang, D. H.; Krieger, A.; Kromer, O.; Kuempel, D.; Kunka, N.; Kusenko, A.; La Rosa, G.; Lachaud, C.; Lago, B. L.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Lee, J.; Leigui de Oliveira, M. A.; Letessier Selvon, A.; Leuthold, M.; Lhenry Yvon, I.; Lopez, R.; Lopez Aguera, A.; Lozano Bahilo, J.; Luna Garcia, R.; Maccarone, M. C.; Macolino, C.; Maldera, S.; Mancarella, Giovanni; Mancenido, M. E.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Maris, I. C.; Marquez Falcon, H. R.; Martello, Daniele; Martinez, J.; Martinez Bravo, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Mccauley, T.; Mcewen, M.; Mcneil, R. R.; Medina, M. C.; Medina Tanco, G.; Meli, A.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menschikov, 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, J. C.; Morris, C.; Mostafa, M.; Muller, M. A.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J. L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Newman Holmes, C.; Newton, D.; Thao, N. T.; Nierstenhoefer, N.; Nitz, D.; Nosek, D.; Nozka, L.; Oehlschlager, J.; Ohnuki, T.; Olinto, A.; Olmos Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Ortolani, F.; Ostapchenko, S.; Otero, L.; Pacheco, N.; Pakk Selmi Dei, D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Parente, G.; Parizot, E.; Parlati, S.; Pastor, S.; Patel, M.; Paul, T.; Pavlidou, V.; Payet, K.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, Lorenzo; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrov, Y.; Diep, P. N.; Dong, P. N.; Nhung, P. T.; Pichel, A.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pinto, T.; Pirronello, V.; Pisanti, O.; Platino, M.; Pochon, J.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Rautenberg, J.; Redondo, A.; Reucroft, S.; Revenu, B.; Rezende, F. A. S.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Riviere, C.; Rizi, V.; Roberts, M.; Robledo, C.; Rodriguez, G.; Rodriguez Frias, M. D.; Rodriguezmartino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Rodriguez Cabo, I.; 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.; Santo, C. E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schmidt, A.; Schmidt, F.; Schmidt, T.; Scholten, O.; Schovanek, P.; Schussler, F.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Segreto, A.; Semikoz, D.; Settimo, M.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Siffert, B. B.; Sigl, G.; Smetniansky De Grande, N.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Smith, A. G. K.; Smith, B. E.; Snow, G. R.; Sokolsky, P.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Squartini, R.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijarvi, T.; Supanitsky, A. D.; Sutherland, M. S.; Swainc, J.; Szadkowski, Z.; Takahashi, J.; Tamashiro, A.; Tamburro, A.; Tascau, O.; Tcaciuc, R.; Thomas, D.; Ticon, R.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tome', B.; Tonachini, A.; Torres, I.; Torresi, D.; Travnicek, P.; Tripathi, A.; Tristram, G.; Tscherniakhovski, D.; Tueros, M.; Tunnicliffe, V.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urbana, 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.; Ventersc, T.; Verzi, V.; Videl, M.; Villasenor, L.; Vorobiov, S.; Voyvodic, L.; Wahlber, H.; Wainber, O.; Walker, P.; Warner, D.; Watson, A. A.; Westerhoff, S.; Wieczorek, G.; Wiencke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Wileman, C.; Winnick, M. G.; Wua, H.; Wundheiler, B.; Yamamoto, T.; Younk, P.; Zasb, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zech, A.; Zepeda, A.; Ziolkowski, M.

doi:10.1016/j.astropartphys.2008.01.003

A method is developed to search for air showers initiated by photons using data recorded by the surface detector of the Auger Observatory. The approach is based on observables sensitive to the longitudinal shower development, the signal risetime and the curvature of the shower front. Applying this method to the data, upper limits on the flux of photons are derived, with corresponding limits on the fraction of photons. These photon limits disfavor certain exotic models of sources of cosmic rays. The results also show that the approach adopted by the Auger Observatory to calibrate the shower energy is not strongly biased by a contamination from photons.