Search for the Anomalous Events Detected by ANITA Using the Pierre Auger Observatory

Abdul Halim, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Allekotte, I.; Almeida Cheminant, K.; Almela, A.; Aloisio, R.; Alvarez-Muñiz, J.; Ammerman Yebra, J.; Anastasi, G.  a.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Apollonio, L.; Aramo, C.; Araújo Ferreira, P.  r.; Arnone, E.; Arteaga Velázquez, J.  c.; Assis, P.; Avila, G.; Avocone, E.; Bakalova, A.; Barbato, F.; Bartz Mocellin, A.; Bellido, J.  a.; Berat, C.; Bertaina, M.  e.; Bhatta, G.; Bianciotto, M.; Biermann, P.  l.; Binet, V.; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Blümer, J.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Brack, J.; Brichetto Orchera, P.  g.; Briechle, F.  l.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Büsken, M.; Bwembya, A.; Caballero-Mora, K.  s.; Cabana-Freire, S.; Caccianiga, L.; Campuzano, F.; Caracas, I.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Cermenati, A.; Chinellato, J.  a.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R.  w.; Cobos Cerutti, A.  c.; Colalillo, R.; Coluccia, M.  r.; Conceição, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Conte, M.; Convenga, F.; Correia Dos Santos, D.; Costa, P.  j.; Covault, C.  e.; Cristinziani, M.; Cruz Sanchez, C.  s.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.  r.; De Almeida, R.  m.; De Jesús, 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 Souza De Errico, B.  p.; De Vito, E.; Del Popolo, A.; Deligny, O.; Denner, N.; Deval, L.; Di Matteo, A.; Dobre, M.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J.  c.; Domingues Mendes, L.  m.; Dorosti, Q.; Dos Anjos, J.  c.; Dos Anjos, R.  c.; Ebr, J.; Ellwanger, F.; Emam, M.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Etchegoyen, A.; Evoli, C.; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A.  c.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fernandes, A.; Fick, B.; Figueira, J.  m.; Filipčič, A.; Fitoussi, T.; Flaggs, B.; Fodran, T.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; García, B.; Gaudu, C.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P.  l.; Giaccari, U.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P.  f.; Gongora, J.  p.; González, J.  m.; González, N.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T.  d.; Guarino, F.; Guedes, G.  p.; Guido, E.; Gülzow, L.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M.  r.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V.  m.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Hojvat, C.; Hörandel, J.  r.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P.  g.; Janecek, P.; Jilek, V.; Johnsen, J.  a.; Jurysek, J.; Kampert, K. -H.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Kizakke Covilakam, V.  v.; Klages, H.  o.; Kleifges, M.; Knapp, F.; Köhler, J.; Kunka, N.; Lago, B.  l.; Langner, N.; Leigui De Oliveira, M.  a.; Lema-Capeans, Y.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lopes, L.; Lu, L.; Luce, Q.; Lundquist, J.  p.; Machado Payeras, A.; Majercakova, M.; Mandat, D.; Manning, B.  c.; Mantsch, P.; Mariani, F.  m.; Mariazzi, A.  g.; Mariş, I.  c.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martínez Bravo, O.; Martins, M.  a.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H. -J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P.  o.; Medina-Tanco, G.; Meinert, J.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merx, C.; Michal, S.; Micheletti, M.  i.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Morello, C.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Namasaka, W.  m.; Negi, S.; Nellen, L.; Nguyen, K.; Nicora, G.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L.  a.; Oliveira, C.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Panja, S.; Parente, G.; Paulsen, T.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Pereira, L.  a.  s.; Pereira Martins, E.  e.; Perez Armand, J.; Pérez Bertolli, C.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Pourmohammad Shahvar, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reginatto Akim, J.  v.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V.; Rodrigues De Carvalho, W.; Rodriguez, E.; 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.; Sánchez, F.; Santos, E.  m.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sato, R.; Savina, P.; Schäfer, C.  m.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schröder, F.  g.; Schulte, J.; Schulz, T.; Sciutto, S.  j.; Scornavacche, M.; Sedoski, A.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shivashankara, S.  u.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Simkova, K.; Simon, F.; Smau, R.; Šmída, R.; Sommers, P.; Soriano, J.  f.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Strähnz, S.; Straub, M.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.  d.; Svozilikova, Z.; Szadkowski, Z.; Tairli, F.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C.  j.; Tomé, B.; Torrès, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdés Galicia, J.  f.; Valore, L.; Varela, E.; Vásquez-Ramírez, A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I.  d.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Watanabe, C.; Watson, A.  a.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yue, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Prechelt, R.; Romero-Wolf, A.; Wissel, S.; Zeolla, A.; Null, Null

doi:10.1103/physrevlett.134.121003

A dedicated search for upward-going air showers at zenith angles exceeding 110° and energies E>0.1 EeV has been performed using the Fluorescence Detector of the Pierre Auger Observatory. The search is motivated by two "anomalous"radio pulses observed by the ANITA flights I and III that appear inconsistent with the standard model of particle physics. Using simulations of both regular cosmic-ray showers and upward-going events, a selection procedure has been defined to separate potential upward-going candidate events and the corresponding exposure has been calculated in the energy range [0.1-33] EeV. One event has been found in the search period between January 1, 2004, and December 31, 2018, consistent with an expected background of 0.27±0.12 events from misreconstructed cosmic-ray showers. This translates to an upper bound on the integral flux of (7.2±0.2)×10-21 cm-2 sr-1 y-1 and (3.6±0.2)×10-20 cm-2 sr-1 y-1 for an E-1 and E-2 spectrum, respectively. An upward-going flux of showers normalized to the ANITA observations is shown to predict over 34 events for an E-3 spectrum and over 8.1 events for a conservative E-5 spectrum, in strong disagreement with the interpretation of the anomalous events as upward-going showers.