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A search for photons with energies above $2{\times}10^{17}$ eV using hybrid data from the low-energy extensions of the Pierre Auger Observatory

Ultra-high-energy photons with energies exceeding $10^{17}$ eV offer a wealth of connections to different aspects of cosmic-ray astrophysics as well as to gamma-ray and neutrino astronomy. The recent observations of photons with energies in the $10^{15}$ eV range further motivate searches for even higher-energy photons. In this paper, we present a search for photons with energies exceeding $2{\times}10^{17}$ eV using about 5.5 years of hybrid data from the low-energy extensions of the Pierre Auger Observatory. The upper limits on the integral photon flux derived here are the most stringent ones to date in the energy region between $10^{17}$ and $10^{18}$ eV.

preprint2022arXivOpen access
The Pierre Auger CollaborationP. AbreuM. AgliettaJ. M. AlburyI. AllekotteK. Almeida CheminantA. AlmelaJ. Alvarez-MuñizR. Alves BatistaJ. Ammerman YebraG. A. AnastasiL. AnchordoquiB. AndradaS. AndringaC. AramoP. R. Araújo FerreiraE. ArnoneJ. C. Arteaga VelázquezH. AsoreyP. AssisG. AvilaE. AvoconeA. M. BadescuA. BakalovaA. BalaceanuF. BarbatoJ. A. BellidoC. BeratM. E. BertainaG. BhattaP. L. BiermannV. BinetK. BismarkT. BisterJ. BiteauJ. BlazekC. BleveJ. BlümerM. BoháčováD. BoncioliC. BonifaziL. Bonneau ArbeletcheN. BorodaiA. M. BottiJ. BrackT. BretzP. G. Brichetto OrcheraF. L. BriechleP. BuchholzA. BuenoS. BuitinkM. BuscemiM. BüskenK. S. Caballero-MoraL. CaccianigaF. CanforaI. CaracasR. CarusoA. CastellinaF. CatalaniG. CataldiL. CazonM. CerdaJ. A. ChinellatoJ. ChudobaL. ChytkaR. W. ClayA. C. Cobos CeruttiR. ColalilloA. ColemanM. R. ColucciaR. ConceiçãoA. CondorelliG. ConsolatiF. ContrerasF. ConvengaD. Correia dos SantosC. E. CovaultS. DassoK. DaumillerB. R. DawsonJ. A. DayR. M. de AlmeidaJ. de JesúsS. J. de JongJ. R. T. de Mello NetoI. De MitriJ. de OliveiraD. de Oliveira FrancoF. de PalmaV. de SouzaE. De VitoA. Del PopoloM. del RíoO. DelignyL. DevalA. di MatteoM. DobreC. DobrigkeitJ. C. D'OlivoL. M. Domingues MendesR. C. dos AnjosM. T. DovaJ. EbrR. EngelI. EpicocoM. ErdmannC. O. EscobarA. EtchegoyenH. FalckeJ. FarmerG. FarrarA. C. FauthN. FazziniF. FeldbuschF. FenuB. FickJ. M. FigueiraA. FilipčičT. FitoussiT. FodranT. FujiiA. FusterC. GaleaC. GalelliB. GarcíaA. L. Garcia VegasH. GemmekeF. GesualdiA. Gherghel-LascuP. L. GhiaU. GiaccariM. GiammarchiJ. GlombitzaF. GobbiF. GollanG. GolupM. Gómez BerissoP. F. Gómez VitaleJ. P. GongoraJ. M. GonzálezN. GonzálezI. GoosD. GóraA. GorgiM. GottowikT. D. GrubbF. GuarinoG. P. GuedesE. GuidoS. HahnP. HamalM. R. HampelP. HansenD. HarariV. M. HarveyA. HaungsT. HebbekerD. HeckG. C. HillC. HojvatJ. R. HörandelP. HorvathM. HrabovskýT. HuegeA. InsoliaP. G. IsarP. JanecekJ. A. JohnsenJ. JurysekA. KääpäK. H. KampertB. KeilhauerA. KhakurdikarV. V. Kizakke CovilakamH. O. KlagesM. KleifgesJ. KleinfellerF. KnappN. KunkaB. L. LagoN. LangnerM. A. Leigui de OliveiraV. LenokA. Letessier-SelvonI. Lhenry-YvonD. Lo PrestiL. LopesR. LópezL. LuQ. LuceJ. P. LundquistA. Machado PayerasG. MancarellaD. MandatB. C. ManningJ. ManshandenP. MantschS. MaraficoF. M. MarianiA. G. MariazziI. C. MarişG. MarsellaD. MartelloS. MartinelliO. Martínez BravoM. MastrodicasaH. J. MathesJ. MatthewsG. MatthiaeE. MayotteS. MayotteP. O. MazurG. Medina-TancoD. MeloA. MenshikovS. MichalM. I. MichelettiL. MiramontiS. MollerachF. MontanetL. MorejonC. MorelloM. MostafáA. L. MüllerM. A. MullerK. MulreyR. MussaM. MuzioW. M. NamasakaA. Nasr-EsfahaniL. NellenG. NicoraM. Niculescu-OglinzanuM. NiechciolD. NitzI. NorwoodD. NosekV. NovotnyL. NožkaA NucitaL. A. NúñezC. OliveiraM. PalatkaJ. PallottaP. PapenbreerG. ParenteA. ParraJ. PawlowskyM. PechJ. PękalaR. PelayoJ. Peña-RodriguezE. E. Pereira MartinsJ. Perez ArmandC. Pérez BertolliL. PerroneS. PetreraC. PetrucciT. PierogM. PimentaV. PirronelloM. PlatinoB. PontM. PothastP. PriviteraM. ProuzaA. PuyleartS. QuerchfeldJ. RautenbergD. RavignaniM. ReininghausJ. RidkyF. RiehnM. RisseV. RiziW. Rodrigues de CarvalhoJ. Rodriguez RojoM. J. RoncoroniS. RossoniM. RothE. RouletA. C. RoveroP. RuehlA. SaftoiuM. SaharanF. SalamidaH. SalazarG. SalinaJ. D. Sanabria GomezF. SánchezE. M. SantosE. SantosF. SarazinR. SarmentoC. Sarmiento-CanoR. SatoP. SavinaC. M. SchäferV. ScheriniH. SchielerM. SchimassekM. SchimpF. SchlüterD. SchmidtO. ScholtenH. SchoorlemmerP. SchovánekF. G. SchröderJ. SchulteT. SchulzS. J. SciuttoM. ScornavaccheA. SegretoS. SehgalR. C. ShellardG. SiglG. SilliO. SimaR. SmauR. ŠmídaP. SommersJ. F. SorianoR. SquartiniM. StadelmaierD. StancaS. StaničJ. StasielakP. StassiA. StreichM. Suárez-DuránT. SudholzT. SuomijärviA. D. SupanitskyZ. SzadkowskiA. TapiaC. TariccoC. TimmermansO. TkachenkoP. TobiskaC. J. Todero PeixotoB. ToméZ. TorrèsA. TravainiP. TravnicekC. TrimarelliM. TuerosR. UlrichM. UngerL. VaclavekM. VaculaJ. F. Valdés GaliciaL. ValoreE. VarelaA. Vásquez-RamírezD. VeberičC. VenturaI. D. Vergara QuispeV. VerziJ. VichaJ. VinkS. VorobiovH. WahlbergC. WatanabeA. A. WatsonA. WeindlL. WienckeH. WilczyńskiD. WittkowskiB. WundheilerA. YushkovO. ZapparrataE. ZasD. ZavrtanikM. ZavrtanikL. Zehrer

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The Pierre Auger CollaborationP. AbreuM. AgliettaJ. M. AlburyI. AllekotteK. Almeida CheminantA. AlmelaJ. Alvarez-MuñizR. Alves BatistaJ. Ammerman YebraG. A. AnastasiL. AnchordoquiB. AndradaS. AndringaC. AramoP. R. Araújo FerreiraE. ArnoneJ. C. Arteaga VelázquezH. AsoreyP. AssisG. AvilaE. AvoconeA. M. BadescuA. BakalovaA. BalaceanuF. BarbatoJ. A. BellidoC. BeratM. E. BertainaG. BhattaP. L. BiermannV. BinetK. BismarkT. BisterJ. BiteauJ. BlazekC. BleveJ. BlümerM. BoháčováD. BoncioliC. BonifaziL. Bonneau ArbeletcheN. BorodaiA. M. BottiJ. BrackT. BretzP. G. Brichetto OrcheraF. L. BriechleP. BuchholzA. BuenoS. BuitinkM. BuscemiM. BüskenK. S. Caballero-MoraL. CaccianigaF. CanforaI. CaracasR. CarusoA. CastellinaF. CatalaniG. CataldiL. CazonM. CerdaJ. A. ChinellatoJ. ChudobaL. ChytkaR. W. ClayA. C. Cobos CeruttiR. ColalilloA. ColemanM. R. ColucciaR. ConceiçãoA. CondorelliG. ConsolatiF. ContrerasF. ConvengaD. Correia dos SantosC. E. CovaultS. DassoK. DaumillerB. R. DawsonJ. A. DayR. M. de AlmeidaJ. de JesúsS. J. de JongJ. R. T. de Mello NetoI. De MitriJ. de OliveiraD. de Oliveira FrancoF. de PalmaV. de SouzaE. De VitoA. Del PopoloM. del RíoO. DelignyL. DevalA. di MatteoM. DobreC. DobrigkeitJ. C. D'OlivoL. M. Domingues MendesR. C. dos AnjosM. T. DovaJ. EbrR. EngelI. EpicocoM. ErdmannC. O. EscobarA. EtchegoyenH. FalckeJ. FarmerG. FarrarA. C. FauthN. FazziniF. FeldbuschF. FenuB. FickJ. M. FigueiraA. FilipčičT. FitoussiT. FodranT. FujiiA. FusterC. GaleaC. GalelliB. GarcíaA. L. Garcia VegasH. GemmekeF. GesualdiA. Gherghel-LascuP. L. GhiaU. GiaccariM. GiammarchiJ. GlombitzaF. GobbiF. GollanG. GolupM. Gómez BerissoP. F. Gómez VitaleJ. P. GongoraJ. M. GonzálezN. GonzálezI. GoosD. GóraA. GorgiM. GottowikT. D. GrubbF. GuarinoG. P. GuedesE. GuidoS. HahnP. HamalM. R. HampelP. HansenD. HarariV. M. HarveyA. HaungsT. HebbekerD. HeckG. C. HillC. HojvatJ. R. HörandelP. HorvathM. HrabovskýT. HuegeA. InsoliaP. G. IsarP. JanecekJ. A. JohnsenJ. JurysekA. KääpäK. H. KampertB. KeilhauerA. KhakurdikarV. V. Kizakke CovilakamH. O. KlagesM. KleifgesJ. KleinfellerF. KnappN. KunkaB. L. LagoN. LangnerM. A. Leigui de OliveiraV. LenokA. Letessier-SelvonI. Lhenry-YvonD. Lo PrestiL. LopesR. LópezL. LuQ. LuceJ. P. LundquistA. Machado PayerasG. MancarellaD. MandatB. C. ManningJ. ManshandenP. MantschS. MaraficoF. M. MarianiA. G. MariazziI. C. MarişG. MarsellaD. MartelloS. MartinelliO. Martínez BravoM. MastrodicasaH. J. MathesJ. MatthewsG. MatthiaeE. MayotteS. MayotteP. O. MazurG. Medina-TancoD. MeloA. MenshikovS. MichalM. I. MichelettiL. MiramontiS. MollerachF. MontanetL. MorejonC. MorelloM. MostafáA. L. MüllerM. A. MullerK. MulreyR. MussaM. MuzioW. M. NamasakaA. Nasr-EsfahaniL. NellenG. NicoraM. Niculescu-OglinzanuM. NiechciolD. NitzI. NorwoodD. NosekV. NovotnyL. NožkaA NucitaL. A. NúñezC. OliveiraM. PalatkaJ. PallottaP. PapenbreerG. ParenteA. ParraJ. PawlowskyM. PechJ. PękalaR. PelayoJ. Peña-RodriguezE. E. Pereira MartinsJ. Perez ArmandC. Pérez BertolliL. PerroneS. PetreraC. PetrucciT. PierogM. PimentaV. PirronelloM. PlatinoB. PontM. PothastP. PriviteraM. ProuzaA. PuyleartS. QuerchfeldJ. RautenbergD. RavignaniM. ReininghausJ. RidkyF. RiehnM. RisseV. RiziW. Rodrigues de CarvalhoJ. Rodriguez RojoM. J. RoncoroniS. RossoniM. RothE. RouletA. C. RoveroP. RuehlA. SaftoiuM. SaharanF. SalamidaH. SalazarG. SalinaJ. D. Sanabria GomezF. SánchezE. M. SantosE. SantosF. SarazinR. SarmentoC. Sarmiento-CanoR. SatoP. SavinaC. M. SchäferV. ScheriniH. SchielerM. SchimassekM. SchimpF. SchlüterD. SchmidtO. ScholtenH. SchoorlemmerP. SchovánekF. G. SchröderJ. SchulteT. SchulzS. J. SciuttoM. ScornavaccheA. SegretoS. SehgalR. C. ShellardG. SiglG. SilliO. SimaR. SmauR. ŠmídaP. SommersJ. F. SorianoR. SquartiniM. StadelmaierD. StancaS. StaničJ. StasielakP. StassiA. StreichM. Suárez-DuránT. SudholzT. SuomijärviA. D. SupanitskyZ. SzadkowskiA. TapiaC. TariccoC. TimmermansO. TkachenkoP. TobiskaC. J. Todero PeixotoB. ToméZ. TorrèsA. TravainiP. TravnicekC. TrimarelliM. TuerosR. UlrichM. UngerL. VaclavekM. VaculaJ. F. Valdés GaliciaL. ValoreE. VarelaA. Vásquez-RamírezD. VeberičC. VenturaI. D. Vergara QuispeV. VerziJ. VichaJ. VinkS. VorobiovH. WahlbergC. WatanabeA. A. WatsonA. WeindlL. WienckeH. WilczyńskiD. WittkowskiB. WundheilerA. YushkovO. ZapparrataE. ZasD. ZavrtanikM. ZavrtanikL. Zehrer

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