Measurement of the muon production depths at the Pierre Auger Observatory

Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E. J.; Al Samarai, I.; Albuquerque, I. F. M.; Allekotte, I.; Allison, P.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Aramo, C.; Arqueros, F.; Arsene, N.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Awal, N.; Badescu, A. M.; Barber, K. B.; Bäuml, J.; Baus, C.; Beatty, J. J.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blaess, S. G.; Blanco, A.; Blanco, M.; Blazek, J.; Bleve, Carla; Blümer, H.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Borodai, N.; Brack, J.; Brancus, I.; Bretz, T.; Bridgeman, A.; Brogueira, P.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero Mora, K. S.; Caccianiga, B.; Caccianiga, L.; Candusso, M.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chavez, A. G.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Cilmo, M.; Clay, R. W.; Cocciolo, G.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, MARIA RITA; Conceição, R.; Contreras, F.; Cooper, M. J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Cronin, J.; Dallier, R.; 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, Ivan; de Oliveira, J.; de Souza, V.; del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Diaz, J. C.; Díaz Castro, M. L.; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J. C.; Dorofeev, A.; Dorosti Hasankiadeh, Q.; dos Anjos, R. C.; Dova, M. T.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Erfani, M.; Escobar, C. O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Fang, K.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferguson, A. P.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filevich, A.; Filipčič, A.; Fox, B. D.; Fratu, O.; Freire, M. M.; Fujii, T.; García, B.; García Gámez, D.; Garcia Pinto, D.; Gate, F.; Gemmeke, H.; Gherghel Lascu, A.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Głas, D.; Glaser, C.; Glass, H.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P. F.; González, N.; Gookin, B.; Gordon, J.; Gorgi, A.; Gorham, P.; Gouffon, P.; Griffith, N.; Grillo, A. F.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T. A.; Hartmann, S.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Hemery, N.; Herve, A. E.; Hill, G. C.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holt, E.; Homola, P.; Hörandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huber, D.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Jandt, I.; Jansen, S.; Jarne, C.; Johnsen, J. A.; Josebachuili, M.; Kääpä, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K. H.; Kasper, P.; Katkov, I.; Kégl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kemp, E.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Krohm, N.; Krömer, O.; Kuempel, D.; Kukec Mezek, G.; Kunka, N.; Kuotb Awad, A. W.; Lahurd, D.; Latronico, L.; Lauer, R.; Lauscher, M.; Lautridou, P.; Le Coz, S.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M. A.; Letessier Selvon, A.; Lhenry Yvon, I.; Link, K.; Lopes, L.; López, R.; López Casado, A.; Louedec, K.; Lucero, A.; Malacari, M.; Maldera, S.; Mallamaci, M.; Maller, J.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Marin, V.; Mariş, I. C.; Marsella, Giovanni; Martello, Daniele; Martin, L.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Martraire, D.; Masías Meza, J. J.; Mathes, H. J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mayotte, E.; Mazur, P. O.; Medina, C.; Medina Tanco, G.; Meissner, R.; Mello, V. B. B.; Melo, D.; Menshikov, A.; Messina, S.; Micheletti, M. I.; Middendorf, L.; Minaya, I. A.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Molina Bueno, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Moura, C. A.; Muller, M. A.; Müller, G.; Müller, S.; Mussa, R.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; 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.; Pacheco, N.; Pakk Selmi Dei, D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; Pękala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, Lorenzo; Petermann, E.; Peters, C.; Petrera, S.; Petrov, Y.; Phuntsok, J.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Plum, M.; Porcelli, A.; Porowski, C.; Prado, R. R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Reinert, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rodríguez Frías, M. D.; Rogozin, D.; Rosado, J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Saffi, S. J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; C,; Salazar, H.; Saleh, A.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J. D.; Sánchez, F.; Sanchez Lucas, P.; Santos, E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarmento, R.; Sarmiento Cano, C.; Sato, R.; Scarso, C.; Schauer, M.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schmidt, D.; Scholten b, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schröder, F. G.; Schulz, A.; Schulz, J.; Schumacher, J.; Sciutto, S. J.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Sima, O.; Śmiałkowski, A.; Šmída, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Squartini, R.; Srivastava, Y. N.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suarez Durán, M.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Taborda, O. A.; Tapia, A.; Tepe, A.; Theodoro, V. M.; Timmermans, C.; Todero Peixoto, C. J.; Toma, G.; Tomankova, L.; Tomé, B.; Tonachini, A.; Torralba Elipe, G.; Torres Machado, D.; 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 Velzen, S.; van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Varner, G.; Vasquez, R.; Vázquez, J. R.; Vázquez, R. A.; Veberič, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villaseñor, L.; Vlcek, B.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson a, A. A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Werner, F.; Widom, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Winchen, T.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Wykes, S.; Yang, L.; Yapici, T.; Yushkov, A.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zepeda, A.; Zimmermann, B.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.

doi:10.1140/epjp/i2016-16301-6

The muon content of extensive air showers is an observable sensitive to the primary composition and to the hadronic interaction properties. The Pierre Auger Observatory uses water-Cherenkov detectors to measure particle densities at the ground and therefore is sensitive to the muon content of air showers. We present here a method which allows us to estimate the muon production depths by exploiting the measurement of the muon arrival times at the ground recorded with the Surface Detector of the Pierre Auger Observatory. The analysis is performed in a large range of zenith angles, thanks to the capability of estimating and subtracting the electromagnetic component, and for energies between 10^19.2 and 10^20 eV.