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Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2016

Measurement of the Radiation Energy in the Radio Signal of Extensive Air Showers as a Universal Estimator of Cosmic-Ray Energy

Alexander Aab , Pedro Abreu , Marco Aglietta , Eun-Joo Ahn , Imen Al Samarai , Ivone Albuquerque , Ingomar Allekotte , Patrick Allison , Alejandro Almela , Jesus Alvarez Castillo , Jaime Alvarez-Muñiz , Rafael Alves Batista , Michelangelo Ambrosio , Amin Aminaei , Gioacchino Alex Anastasi , Luis Anchordoqui , Sofia Andringa , Carla Aramo , Fernando Arqueros , Nicusor Arsene , Hernán Gonzalo Asorey , Pedro Assis , Julien Aublin , Gualberto Avila , Nafiun Awal , Alina Mihaela Badescu , Colin Baus , Jim Beatty , Karl Heinz Becker , Jose A. Bellido , C. Berat (1) , Mario Edoardo Bertaina , Xavier Bertou , Peter Biermann , Pierre Billoir , Simon G. Blaess , Alberto Blanco , Miguel Blanco , Jiri Blazek , Carla Bleve , Hans Blümer , Martina Boháčová , Denise Boncioli , Carla Bonifazi , Nataliia Borodai , Jeffrey Brack , Iliana Brancus , Thomas Bretz , Ariel Bridgeman , Pedro Brogueira , Peter Buchholz , Antonio Bueno , Stijn Buitink , Mario Buscemi , Karen S. Caballero-Mora , Barbara Caccianiga , Lorenzo Caccianiga , Marina Candusso , Laurentiu Caramete , Rossella Caruso , Antonella Castellina , Gabriella Cataldi , Lorenzo Cazon , Rosanna Cester , Alan G. Chavez , Andrea Chiavassa , Jose Augusto Chinellato , Jiri Chudoba , Marco Cilmo , Roger W Clay , Giuseppe Cocciolo , Roberta Colalillo , Alan Coleman , Laura Collica , Maria Rita Coluccia , Ruben Conceição , Fernando Contreras , Mathew J. Cooper , Alain Cordier (2) , Stephane Coutu , Corbin Covault , James Cronin , Richard Dallier (3, 4) , Bruno Daniel , Sergio Dasso , Kai Daumiller , Bruce R. Dawson , Rogerio M. de Almeida , Sijbrand J. de Jong , Giuseppe de Mauro , Joao de Mello Neto , Ivan de Mitri , Jaime de Oliveira , Vitor de Souza , Luis del Peral , Olivier Deligny (5) , Niraj Dhital , Claudio Di Giulio , Armando Di Matteo , Johana Chirinos Diaz , Mary Lucia Díaz Castro , Francisco Diogo , Carola Dobrigkeit , Wendy Docters , Juan Carlos d'Olivo , Alexei Dorofeev , Qader Dorosti Hasankiadeh , Rita Dos Anjos , Maria Teresa Dova , Jan Ebr , Ralph Engel , Martin Erdmann , Mona Erfani , Carlos O. Escobar , Joao Espadanal , Alberto Etchegoyen , Heino Falcke , Ke Fang , Glennys Farrar , Anderson Fauth , Norberto Fazzini , Andrew P. Ferguson , Brian Fick , Juan Manuel Figueira , Alberto Filevich , Andrej Filipčič , Octavian Fratu , Martín Miguel Freire , Toshihiro Fujii , Beatriz García , Diego Garcia-Gamez , Diego Garcia-Pinto , Florian Gate , Hartmut Gemmeke , Alexandru Gherghel-Lascu , Piera Luisa Ghia , Ugo Giaccari , Marco Giammarchi , Maria Giller , Dariusz Głas , Christian Glaser , Henry Glass , Geraldina Golup , Mariano Gómez Berisso , Primo F. Gómez Vitale , Nicolás González , Ben Gookin , Jacob Gordon , Alessio Gorgi , Peter Gorham , Philippe Gouffon , Nathan Griffith , Aurelio Grillo , Trent D. Grubb , Fausto Guarino , Germano Guedes , Matías Rolf Hampel , Patricia Hansen , Diego Harari , Thomas A. Harrison , Sebastian Hartmann , John Harton , Andreas Haungs , Thomas Hebbeker , Dieter Heck , Philipp Heimann , Alexander E. Herve , Gary C. Hill , Carlos Hojvat , Nicholas Hollon , Ewa Holt , Piotr Homola , Jörg Hörandel , Pavel Horvath , Miroslav Hrabovský , Daniel Huber , Tim Huege , Antonio Insolia , Paula Gina Isar , Ingolf Jandt , Stefan Jansen , Cecilia Jarne , Jeffrey A. Johnsen , Mariela Josebachuili , Alex Kääpä , Olga Kambeitz , Karl Heinz Kampert , Peter Kasper , Igor Katkov , Bianca Keilhauer , Ernesto Kemp , Roger Kieckhafer , Hans Klages , Matthias Kleifges , Jonny Kleinfeller , Raphael Krause , Nicole Krohm , Daniel Kuempel , Gasper Kukec Mezek , Norbert Kunka , Alaa Metwaly Kuotb Awad , Danielle Lahurd , Luca Latronico , Robert Lauer , Markus Lauscher , Pascal Lautridou , S. Le Coz (1) , D. Lebrun (1) , Paul Lebrun , Marcelo Augusto Leigui de Oliveira , Antoine Letessier-Selvon , Isabelle Lhenry-Yvon , Katrin Link , Luis Lopes , Rebeca López , Aida López Casado , K. Louedec (1) , Agustin Lucero , Max Malacari , Manuela Mallamaci , Jennifer Maller (4) , Dusan Mandat , Paul Mantsch , Analisa Mariazzi , Vincent Marin , Ioana Mariş , Giovanni Marsella , Daniele Martello , Humberto Martinez , Oscar Martínez Bravo , Diane Martraire (5) , Jimmy Masías Meza , Hermann-Josef Mathes , Sebastian Mathys , James Matthews , John Matthews , Giorgio Matthiae , Daniela Maurizio , Eric Mayotte , Peter Mazur , Carlos Medina , Gustavo Medina-Tanco , Rebecca Meissner , Victor Mello , Diego Melo , Alexander Menshikov , Stefano Messina , Maria Isabel Micheletti , Lukas Middendorf , Ignacio A. Minaya , Lino Miramonti , Bogdan Mitrica , Laura Molina-Bueno , Silvia Mollerach , F. Montanet (1) , Carlo Morello , Miguel Mostafá , Celio A. Moura , Marcio Aparecido Muller , Gero Müller , Sarah Müller , Sergio Navas , Petr Necesal , Lukas Nellen , Anna Nelles , Jens Neuser , Phong H. Nguyen , Mihai Niculescu-Oglinzanu , Marcus Niechciol , Lukas Niemietz , Tim Niggemann , Dave Nitz , Dalibor Nosek , Vladimir Novotny , Lyberis Nožka , Luis Núñez , Livingstone Ochilo , Foteini Oikonomou , Angela Olinto , Noelia Pacheco , Daniel Pakk Selmi-Dei , Miroslav Palatka , Juan Pallotta , Philipp Papenbreer , Gonzalo Parente , Alejandra Parra , Thomas Paul , Miroslav Pech , Jan Pękala , Rodrigo Pelayo , Iuri Pepe , Lorenzo Perrone , Emily Petermann , Christine Peters , Sergio Petrera , Yevgeniy Petrov , Jamyang Phuntsok , Ricardo Piegaia , Tanguy Pierog , Pablo Pieroni , Mário Pimenta , Valerio Pirronello , Manuel Platino , Matthias Plum , Alessio Porcelli , Czeslaw Porowski , Raul Ribeiro Prado , Paolo Privitera , Michael Prouza , Eduardo J Quel , Sven Querchfeld , Sean Quinn , Julian Rautenberg , Olivier Ravel , Diego Ravignani , Darius Reinert , Benoît Revenu (4) , Jan Ridky , Markus Risse , Pablo Ristori , Vincenzo Rizi , Washington Rodrigues de Carvalho , Jorge Rubén Rodriguez Rojo , Maria Dolores Rodríguez-Frías , Dmytro Rogozin , Jaime Rosado , Markus Roth , Esteban Roulet , Adrian Rovero , Steven J. Saffi , Alexandra Saftoiu , Humberto Salazar , Ahmed Saleh , Francisco Salesa Greus , Gaetano Salina , Jose Sanabria Gomez , Federico Sánchez , Patricia Sanchez-Lucas , Edivaldo Moura Santos , Eva Santos , Fred Sarazin , Biswaijt Sarkar , Raul Sarmento , Christian Sarmiento-Cano , Ricardo Sato , Carlos Scarso , Markus Schauer , Viviana Scherini , Harald Schieler , David Schmidt , Olaf Scholten , Harm Schoorlemmer , Petr Schovánek , Frank G. Schröder , Alexander Schulz , Johannes Schulz , Johannes Schumacher , Sergio Sciutto , Alberto Segreto , Mariangela Settimo , Amir Shadkam , Ronald C. Shellard , Guenter Sigl , Octavian Sima , Andrzej Śmiałkowski , Radomir Šmída , Gregory Snow , Paul Sommers , Sebastian Sonntag , J. Sorokin , Ruben Squartini , Yogendra N. Srivastava , Denis Stanca , Samo Stanič , James Stapleton , Jaroslaw Stasielak , Maurice Stephan , A. Stutz (1) , Federico Suarez , Mauricio Suarez Durán , Tiina Suomijärvi , A. Daniel Supanitsky , Michael Sutherland , John Swain , Zbigniew Szadkowski , Oscar Alejandro Taborda , Alex Tapia , Andreas Tepe , Vanessa Menezes Theodoro , Charles Timmermans , Carlos J. Todero Peixoto , Gabriel Toma , Lenka Tomankova , Bernardo Tomé , Aurelio Tonachini , Guillermo Torralba Elipe , Diego Torres Machado , Petr Travnicek , Marta Trini , Ralf Ulrich , Michael Unger , Martin Urban , Jose F. Valdés Galicia , Ines Valiño , Laura Valore , Guus van Aar , Patrick van Bodegom , Ad M. van Den Berg , Sjoert van Velzen , Arjen van Vliet , Enrique Varela , Bernardo Vargas Cárdenas , Gary Varner , Rafael Vasquez , Jose R. Vázquez , Ricardo Vázquez , Darko Veberič , Valerio Verzi , Jakub Vicha , Mariela Videla , Luis Villaseñor , Brian Vlcek , Serguei Vorobiov , Hernan Wahlberg , Oscar Wainberg , David Walz , Alan Watson , Marc Weber , Klaus Weidenhaupt , Andreas Weindl , Christoph Welling , Felix Werner , Allan Widom , Lawrence Wiencke , Henryk Wilczyński , Tobias Winchen , David Wittkowski , Brian Wundheiler , Sarka Wykes , Lili Yang , Tolga Yapici , Alexey Yushkov , Enrique Zas , Danilo Zavrtanik , Marko Zavrtanik , Arnulfo Zepeda , Benedikt Zimmermann , Michael Ziolkowski , Francesca Zuccarello
Alexander Aab
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Pedro Abreu
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Marco Aglietta
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Eun-Joo Ahn
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Imen Al Samarai
Ivone Albuquerque
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Ingomar Allekotte
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Patrick Allison
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Alejandro Almela
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Jesus Alvarez Castillo
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Jaime Alvarez-Muñiz
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Rafael Alves Batista
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Amin Aminaei
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Ralph Engel
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Martin Erdmann
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Carlos O. Escobar
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Joao Espadanal
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Alberto Etchegoyen
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Marco Giammarchi
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Roger Kieckhafer
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Hans Klages
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Matthias Kleifges
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Jonny Kleinfeller
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Raphael Krause
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Nicole Krohm
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Daniel Kuempel
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Gasper Kukec Mezek
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Norbert Kunka
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Alaa Metwaly Kuotb Awad
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Danielle Lahurd
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Luca Latronico
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Robert Lauer
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Markus Lauscher
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Pascal Lautridou
Paul Lebrun
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Antoine Letessier-Selvon
Isabelle Lhenry-Yvon
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Katrin Link
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Rebeca López
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Aida López Casado
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Agustin Lucero
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Max Malacari
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Manuela Mallamaci
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Jennifer Maller
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Dusan Mandat
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Paul Mantsch
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Analisa Mariazzi
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Vincent Marin
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Ioana Mariş
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Giovanni Marsella
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Daniele Martello
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Humberto Martinez
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Oscar Martínez Bravo
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Jimmy Masías Meza
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Hermann-Josef Mathes
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James Matthews
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John Matthews
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Giorgio Matthiae
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Daniela Maurizio
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Eric Mayotte
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Peter Mazur
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Carlos Medina
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Gustavo Medina-Tanco
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Rebecca Meissner
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Victor Mello
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Diego Melo
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Alexander Menshikov
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Stefano Messina
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Maria Isabel Micheletti
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Lukas Middendorf
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Ignacio A. Minaya
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Lino Miramonti
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Bogdan Mitrica
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Laura Molina-Bueno
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Silvia Mollerach
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Carlo Morello
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Miguel Mostafá
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Celio A. Moura
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Marcio Aparecido Muller
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Gero Müller
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Sarah Müller
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Sergio Navas
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Petr Necesal
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Lukas Nellen
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Anna Nelles
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Jens Neuser
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Phong H. Nguyen
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Mihai Niculescu-Oglinzanu
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Marcus Niechciol
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Lukas Niemietz
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Tim Niggemann
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Dave Nitz
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Dalibor Nosek
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Vladimir Novotny
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Lyberis Nožka
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Luis Núñez
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Livingstone Ochilo
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Foteini Oikonomou
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Angela Olinto
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Noelia Pacheco
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Daniel Pakk Selmi-Dei
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Miroslav Palatka
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Juan Pallotta
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Philipp Papenbreer
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Gonzalo Parente
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Alejandra Parra
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Thomas Paul
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Miroslav Pech
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Jan Pękala
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Rodrigo Pelayo
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Iuri Pepe
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Lorenzo Perrone
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Emily Petermann
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Christine Peters
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Sergio Petrera
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Yevgeniy Petrov
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Jamyang Phuntsok
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Ricardo Piegaia
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Tanguy Pierog
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Pablo Pieroni
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Mário Pimenta
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Valerio Pirronello
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Manuel Platino
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Matthias Plum
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Alessio Porcelli
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Czeslaw Porowski
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Raul Ribeiro Prado
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Paolo Privitera
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Michael Prouza
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Eduardo J Quel
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Sven Querchfeld
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Sean Quinn
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Julian Rautenberg
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Olivier Ravel
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Diego Ravignani
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Darius Reinert
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Benoît Revenu
Jan Ridky
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Markus Risse
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Pablo Ristori
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Vincenzo Rizi
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Jorge Rubén Rodriguez Rojo
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Dmytro Rogozin
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Jaime Rosado
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Markus Roth
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Esteban Roulet
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Adrian Rovero
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Steven J. Saffi
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Alexandra Saftoiu
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Humberto Salazar
  • Fonction : Auteur
Ahmed Saleh
  • Fonction : Auteur
Francisco Salesa Greus
  • Fonction : Auteur
Gaetano Salina
  • Fonction : Auteur
Jose Sanabria Gomez
  • Fonction : Auteur
Federico Sánchez
  • Fonction : Auteur
Patricia Sanchez-Lucas
  • Fonction : Auteur
Edivaldo Moura Santos
  • Fonction : Auteur
Eva Santos
  • Fonction : Auteur
Fred Sarazin
  • Fonction : Auteur
Biswaijt Sarkar
  • Fonction : Auteur
Raul Sarmento
  • Fonction : Auteur
Christian Sarmiento-Cano
  • Fonction : Auteur
Ricardo Sato
  • Fonction : Auteur
Carlos Scarso
  • Fonction : Auteur
Markus Schauer
  • Fonction : Auteur
Viviana Scherini
  • Fonction : Auteur
Harald Schieler
  • Fonction : Auteur
David Schmidt
  • Fonction : Auteur
Olaf Scholten
  • Fonction : Auteur
Harm Schoorlemmer
  • Fonction : Auteur
Petr Schovánek
  • Fonction : Auteur
Frank G. Schröder
  • Fonction : Auteur
Alexander Schulz
Johannes Schulz
  • Fonction : Auteur
Johannes Schumacher
  • Fonction : Auteur
Sergio Sciutto
  • Fonction : Auteur
Alberto Segreto
  • Fonction : Auteur
Mariangela Settimo
Amir Shadkam
  • Fonction : Auteur
Ronald C. Shellard
  • Fonction : Auteur
Guenter Sigl
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Octavian Sima
  • Fonction : Auteur
Andrzej Śmiałkowski
  • Fonction : Auteur
Radomir Šmída
  • Fonction : Auteur
Gregory Snow
  • Fonction : Auteur
Paul Sommers
  • Fonction : Auteur
Sebastian Sonntag
  • Fonction : Auteur
J. Sorokin
  • Fonction : Auteur
Ruben Squartini
  • Fonction : Auteur
Yogendra N. Srivastava
  • Fonction : Auteur
Denis Stanca
  • Fonction : Auteur
Samo Stanič
  • Fonction : Auteur
James Stapleton
  • Fonction : Auteur
Jaroslaw Stasielak
  • Fonction : Auteur
Maurice Stephan
  • Fonction : Auteur
A. Stutz
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1274065
Federico Suarez
  • Fonction : Auteur
Mauricio Suarez Durán
  • Fonction : Auteur
Tiina Suomijärvi
  • Fonction : Auteur
A. Daniel Supanitsky
  • Fonction : Auteur
Michael Sutherland
  • Fonction : Auteur
John Swain
  • Fonction : Auteur
Zbigniew Szadkowski
  • Fonction : Auteur
Oscar Alejandro Taborda
  • Fonction : Auteur
Alex Tapia
  • Fonction : Auteur
Andreas Tepe
  • Fonction : Auteur
Vanessa Menezes Theodoro
  • Fonction : Auteur
Charles Timmermans
  • Fonction : Auteur
Carlos J. Todero Peixoto
  • Fonction : Auteur
Gabriel Toma
  • Fonction : Auteur
Lenka Tomankova
  • Fonction : Auteur
Bernardo Tomé
  • Fonction : Auteur
Aurelio Tonachini
  • Fonction : Auteur
Guillermo Torralba Elipe
  • Fonction : Auteur
Diego Torres Machado
  • Fonction : Auteur
Petr Travnicek
  • Fonction : Auteur
Marta Trini
  • Fonction : Auteur
Ralf Ulrich
  • Fonction : Auteur
Michael Unger
  • Fonction : Auteur
Martin Urban
  • Fonction : Auteur
Jose F. Valdés Galicia
  • Fonction : Auteur
Ines Valiño
  • Fonction : Auteur
Laura Valore
  • Fonction : Auteur
Guus van Aar
  • Fonction : Auteur
Patrick van Bodegom
  • Fonction : Auteur
Ad M. van Den Berg
  • Fonction : Auteur
Sjoert van Velzen
  • Fonction : Auteur
Arjen van Vliet
  • Fonction : Auteur
Enrique Varela
  • Fonction : Auteur
Bernardo Vargas Cárdenas
  • Fonction : Auteur
Gary Varner
  • Fonction : Auteur
Rafael Vasquez
  • Fonction : Auteur
Jose R. Vázquez
  • Fonction : Auteur
Ricardo Vázquez
  • Fonction : Auteur
Darko Veberič
  • Fonction : Auteur
Valerio Verzi
  • Fonction : Auteur
Jakub Vicha
  • Fonction : Auteur
Mariela Videla
  • Fonction : Auteur
Luis Villaseñor
  • Fonction : Auteur
Brian Vlcek
  • Fonction : Auteur
Serguei Vorobiov
  • Fonction : Auteur
Hernan Wahlberg
  • Fonction : Auteur
Oscar Wainberg
  • Fonction : Auteur
David Walz
  • Fonction : Auteur
Alan Watson
  • Fonction : Auteur
Marc Weber
  • Fonction : Auteur
Klaus Weidenhaupt
  • Fonction : Auteur
Andreas Weindl
  • Fonction : Auteur
Christoph Welling
  • Fonction : Auteur
Felix Werner
  • Fonction : Auteur
Allan Widom
  • Fonction : Auteur
Lawrence Wiencke
  • Fonction : Auteur
Henryk Wilczyński
  • Fonction : Auteur
Tobias Winchen
  • Fonction : Auteur
David Wittkowski
  • Fonction : Auteur
Brian Wundheiler
  • Fonction : Auteur
Sarka Wykes
  • Fonction : Auteur
Lili Yang
  • Fonction : Auteur
Tolga Yapici
  • Fonction : Auteur
Alexey Yushkov
  • Fonction : Auteur
Enrique Zas
  • Fonction : Auteur
Danilo Zavrtanik
  • Fonction : Auteur
Marko Zavrtanik
  • Fonction : Auteur
Arnulfo Zepeda
  • Fonction : Auteur
Benedikt Zimmermann
  • Fonction : Auteur
Michael Ziolkowski
  • Fonction : Auteur
Francesca Zuccarello
  • Fonction : Auteur

Résumé

We measure the energy emitted by extensive air showers in the form of radio emission in the frequency range from 30 to 80 MHz. Exploiting the accurate energy scale of the Pierre Auger Observatory, we obtain a radiation energy of 15.8 \pm 0.7 (stat) \pm 6.7 (sys) MeV for cosmic rays with an energy of 1 EeV arriving perpendicularly to a geomagnetic field of 0.24 G, scaling quadratically with the cosmic-ray energy. A comparison with predictions from state-of-the-art first-principle calculations shows agreement with our measurement. The radiation energy provides direct access to the calorimetric energy in the electromagnetic cascade of extensive air showers. Comparison with our result thus allows the direct calibration of any cosmic-ray radio detector against the well-established energy scale of the Pierre Auger Observatory.
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Citer

Alexander Aab, Pedro Abreu, Marco Aglietta, Eun-Joo Ahn, Imen Al Samarai, et al.. Measurement of the Radiation Energy in the Radio Signal of Extensive Air Showers as a Universal Estimator of Cosmic-Ray Energy. Physical Review Letters, 2016, 116, pp.241101. ⟨10.1103/PhysRevLett.116.241101⟩. ⟨in2p3-01313571⟩
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