The emission of radio waves from air showers has been attributed to the so-called geomagnetic emission process. At frequencies around 50 MHz this process leads to coherent radiation which can be observed with rather simple setups. The direction of the electric field induced by this emission process depends only on the local magnetic field vector and on the incoming direction of the air shower. We report on measurements of the electric field vector where, in addition to this geomagnetic component, another component has been observed that cannot be described by the geomagnetic emission process. The data provide strong evidence hat the other electric field component is polarized radially with respect to he shower axis, in agreement with predictions made by Askaryan who described radio emission from particle showers due to a negative charge excess in the front of the shower. Our results are compared to calculations which include the radiation mechanism induced by this charge-excess process

Probing the radio emission from air showers with polarization measurements / A., Aab; P., Abreu; M., Aglietta; M., Ahlers; Ahn, E. ?. J.; Albuquerque, I. ?. F. ?. M.; I., Allekotte; J., Allen; P., Allison; A., Almela; J., Alvarez Castillo; J., Alvarez Mu?iz; R., Alves Batista; M., Ambrosio; A., Aminaei; L., Anchordoqui; S., Andringa; T., Anti?i?; C., Aramo; F., Arqueros; H., Asorey; P., Assis; J., Aublin; M., Ave; M., Avenier; G., Avila; Badescu, A. ?. M.; Barber, K. ?. B.; R., Bardenet; J., B?uml; C., Baus; Beatty, J. ?. J.; Becker, K. ?. H.; Bellido, J. ?. A.; S., Benzvi; C., Berat; X., Bertou; Biermann, P. ?. L.; P., Billoir; F., Blanco; M., Blanco; C., Bleve; H., Bl?mer; M., Boh??ov?; D., Boncioli; C., Bonifazi; R., Bonino; N., Borodai; J., Brack; I., Brancus; P., Brogueira; Brown, W. ?. C.; P., Buchholz; A., Bueno; Buscemi, Mario; Caballero Mora, K. ?. S.; B., Caccianiga; L., Caccianiga; M., Candusso; L., Caramete; R., Caruso; A., Castellina; G., Cataldi; L., Cazon; R., Cester; Cheng, S. ?. H.; A., Chiavassa; Chinellato, J. ?. A.; J., Chudoba; Cilmo, Marco; Clay, R. ?. W.; G., Cocciolo; Colalillo, Roberta; L., Collica; Coluccia, M. ?. R.; R., Concei??o; F., Contreras; Cooper, M. ?. J.; S., Coutu; Covault, C. ?. E.; A., Criss; J., Cronin; A., Curutiu; R., Dallier; B., Daniel; S., Dasso; K., Daumiller; Dawson, B. ?. R.; de Almeida, R. ?. M.; M., De Domenico; de Jong, S. ?. J.; G., De La Vega; de Mello Junior, W. ?. J. ?. M.; de Mello Neto, J. ?. R. ?. T.; I., De Mitri; V., de Souza; de Vries, K. ?. D.; L., del Peral; O., Deligny; H., Dembinski; N., Dhital; C., Di Giulio; A., Di Matteo; Diaz, J. ?. C.; D?az Castro, M. ?. L.; Diep, P. ?. N.; F., Diogo; C., Dobrigkeit; W., Docters; D?olivo, J. ?. C.; Dong, P. ?. N.; A., Dorofeev; dos Anjos, J. ?. C.; Dova, M. ?. T.; J., Ebr; R., Engel; M., Erdmann; Escobar, C. ?. O.; J., Espadanal; A., Etchegoyen; P., Facal San Luis; H., Falcke; K., Fang; G., Farrar; Fauth, A. ?. C.; N., Fazzini; Ferguson, A. ?. P.; B., Fick; Figueira, J. ?. M.; A., Filevich; A., Filip?i?; N., Foerster; Fox, B. ?. D.; Fracchiolla, C. ?. E.; Fraenkel, E. ?. D.; O., Fratu; U., Fr?hlich; B., Fuchs; R., Gaior; Gamarra, R. ?. F.; S., Gambetta; B., Garc?a; Garcia Roca, S. ?. T.; D., Garcia Gamez; D., Garcia Pinto; G., Garilli; A., Gascon Bravo; H., Gemmeke; Ghia, P. ?. L.; M., Giammarchi; M., Giller; J., Gitto; C., Glaser; H., Glass; F., Gomez Albarracin; M., G?mez Berisso; G?mez Vitale, P. ?. F.; P., Gon?alves; Gonzalez, J. ?. G.; B., Gookin; A., Gorgi; P., Gorham; P., Gouffon; S., Grebe; N., Griffith; Grillo, A. ?. F.; Grubb, T. ?. D.; Y., Guardincerri; Guarino, Fausto; Guedes, G. ?. P.; P., Hansen; D., Harari; Harrison, T. ?. A.; Harton, J. ?. L.; A., Haungs; T., Hebbeker; D., Heck; Herve, A. ?. E.; Hill, G. ?. C.; C., Hojvat; N., Hollon; E., Holt; P., Homola; H?randel, J. ?. R.; P., Horvath; M., Hrabovsk?; D., Huber; T., Huege; A., Insolia; Isar, P. ?. G.; S., Jansen; C., Jarne; M., Josebachuili; K., Kadija; O., Kambeitz; Kampert, K. ?. H.; P., Karhan; P., Kasper; I., Katkov; B., K?gl; B., Keilhauer; A., Keivani; E., Kemp; Kieckhafer, R. ?. M.; Klages, H. ?. O.; M., Kleifges; J., Kleinfeller; J., Knapp; R., Krause; N., Krohm; O., Kr?mer; D., Kruppke Hansen; D., Kuempel; N., Kunka; G., La Rosa; D., Lahurd; L., Latronico; R., Lauer; M., Lauscher; P., Lautridou; S., Le Coz; Le?o, M. ?. S. ?. A. ?. B.; D., Lebrun; P., Lebrun; Leigui de Oliveira, M. ?. A.; A., Letessier Selvon; I., Lhenry Yvon; K., Link; R., L?pez; A., Lopez Ag?era; K., Louedec; J., Lozano Bahilo; L., Lu; A., Lucero; M., Ludwig; H., Lyberis; Maccarone, M. ?. C.; M., Malacari; S., Maldera; J., Maller; D., Mandat; P., Mantsch; Mariazzi, A. ?. G.; V., Marin; Mari?, I. ?. C.; Marquez Falcon, H. ?. R.; G., Marsella; D., Martello; L., Martin; H., Martinez; O., Mart?nez Bravo; D., Martraire; Mas?as Meza, J. ?. J.; Mathes, H. ?. J.; J., Matthews; Matthews, J. ?. A. ?. J.; G., Matthiae; D., Maurel; D., Maurizio; E., Mayotte; Mazur, P. ?. O.; C., Medina; G., Medina Tanco; M., Melissas; D., Melo; E., Menichetti; A., Menshikov; S., Messina; R., Meyhandan; S., Mi?anovi?; Micheletti, M. ?. I.; L., Middendorf; Minaya, I. ?. A.; L., Miramonti; B., Mitrica; L., Molina Bueno; S., Mollerach; M., Monasor; D., Monnier Ragaigne; F., Montanet; B., Morales; C., Morello; Moreno, J. ?. C.; M., Mostaf?; Moura, C. ?. A.; Muller, M. ?. A.; G., M?ller; M., M?nchmeyer; R., Mussa; G., Navarra; Navarro, J. ?. L.; S., Navas; P., Necesal; L., Nellen; A., Nelles; J., Neuser; Nhung, P. ?. T.; M., Niechciol; L., Niemietz; T., Niggemann; D., Nitz; D., Nosek; L., No?ka; J., Oehlschl?ger; A., Olinto; M., Oliveira; M., Ortiz; N., Pacheco; D., Pakk Selmi Dei; M., Palatka; J., Pallotta; N., Palmieri; G., Parente; A., Parra; S., Pastor; T., Paul; M., Pech; J., Pe?kala; R., Pelayo; Pepe, I. ?. M.; L., Perrone; R., Pesce; E., Petermann; S., Petrera; A., Petrolini; Y., Petrov; R., Piegaia; T., Pierog; P., Pieroni; M., Pimenta; V., Pirronello; M., Platino; M., Plum; M., Pontz; A., Porcelli; T., Preda; P., Privitera; M., Prouza; Quel, E. ?. J.; S., Querchfeld; S., Quinn; J., Rautenberg; O., Ravel; D., Ravignani; B., Revenu; J., Ridky; S., Riggi; M., Risse; P., Ristori; H., Rivera; V., Rizi; J., Roberts; W., Rodrigues de Carvalho; I., Rodriguez Cabo; G., Rodriguez Fernandez; J., Rodriguez Martino; J., Rodriguez Rojo; Rodr?guez Fr?as, M. ?. D.; G., Ros; J., Rosado; T., Rossler; M., Roth; B., Rouill? d?Orfeuil; E., Roulet; Rovero, A. ?. C.; C., R?hle; Saffi, S. ?. J.; A., Saftoiu; F., Salamida; H., Salazar; F., Salesa Greus; G., Salina; F., S?nchez; P., Sanchez Lucas; Santo, C. ?. E.; E., Santos; Santos, E. ?. M.; F., Sarazin; B., Sarkar; R., Sarmento; R., Sato; N., Scharf; V., Scherini; H., Schieler; P., Schiffer; A., Schmidt; O., Scholten; H., Schoorlemmer; P., Schov?nek; Schr?der, F. ?. G.; A., Schulz; J., Schulz; Sciutto, S. ?. J.; M., Scuderi; A., Segreto; M., Settimo; A., Shadkam; Shellard, R. ?. C.; I., Sidelnik; G., Sigl; O., Sima; A., ?mia?kowski; R., ?m?da; Snow, G. ?. R.; P., Sommers; J., Sorokin; H., Spinka; R., Squartini; Srivastava, Y. ?. N.; S., Stani?; J., Stapleton; J., Stasielak; M., Stephan; M., Straub; A., Stutz; F., Suarez; T., Suomij?rvi; Supanitsky, A. ?. D.; T., ?u?a; Sutherland, M. ?. S.; J., Swain; Z., Szadkowski; M., Szuba; A., Tapia; M., Tartare; O., Ta?c?u; Thao, N. ?. T.; J., Tiffenberg; C., Timmermans; W., Tkaczyk; Todero Peixoto, C. ?. J.; G., Toma; L., Tomankova; B., Tom?; A., Tonachini; G., Torralba Elipe; D., Torres Machado; P., Travnicek; Tridapalli, D. ?. B.; E., Trovato; M., Tueros; R., Ulrich; M., Unger; Galicia, J. ?. F. Vald?s.; I., Vali?o; Valore, Laura; G., van Aar; van den Berg, A. ?. M.; S., van Velzen; A., van Vliet; E., Varela; B., Vargas C?rdenas; G., Varner; V?zquez, J. ?. R.; V?zquez, R. ?. A.; D., Veberi?; V., Verzi; J., Vicha; M., Videla; L., Villase?or; H., Wahlberg; P., Wahrlich; O., Wainberg; D., Walz; Watson, A. ?. A.; M., Weber; K., Weidenhaupt; A., Weindl; F., Werner; S., Westerhoff; Whelan, B. ?. J.; A., Widom; G., Wieczorek; L., Wiencke; B., Wilczy?ska; H., Wilczy?ski; M., Will; C., Williams; T., Winchen; B., Wundheiler; S., Wykes; T., Yamamoto; T., Yapici; P., Younk; G., Yuan; A., Yushkov; B., Zamorano; E., Zas; D., Zavrtanik; M., Zavrtanik; I., Zaw; A., Zepeda; J., Zhou; Y., Zhu; M., Zimbres Silva; M., Ziolkowski. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 89:(2014), pp. 052002-1-052002-18. [10.1103/PhysRevD.89.052002]

Probing the radio emission from air showers with polarization measurements

BUSCEMI, MARIO;CILMO, MARCO;COLALILLO, ROBERTA;GUARINO, FAUSTO;VALORE, LAURA;
2014

Abstract

The emission of radio waves from air showers has been attributed to the so-called geomagnetic emission process. At frequencies around 50 MHz this process leads to coherent radiation which can be observed with rather simple setups. The direction of the electric field induced by this emission process depends only on the local magnetic field vector and on the incoming direction of the air shower. We report on measurements of the electric field vector where, in addition to this geomagnetic component, another component has been observed that cannot be described by the geomagnetic emission process. The data provide strong evidence hat the other electric field component is polarized radially with respect to he shower axis, in agreement with predictions made by Askaryan who described radio emission from particle showers due to a negative charge excess in the front of the shower. Our results are compared to calculations which include the radiation mechanism induced by this charge-excess process
2014
Probing the radio emission from air showers with polarization measurements / A., Aab; P., Abreu; M., Aglietta; M., Ahlers; Ahn, E. ?. J.; Albuquerque, I. ?. F. ?. M.; I., Allekotte; J., Allen; P., Allison; A., Almela; J., Alvarez Castillo; J., Alvarez Mu?iz; R., Alves Batista; M., Ambrosio; A., Aminaei; L., Anchordoqui; S., Andringa; T., Anti?i?; C., Aramo; F., Arqueros; H., Asorey; P., Assis; J., Aublin; M., Ave; M., Avenier; G., Avila; Badescu, A. ?. M.; Barber, K. ?. B.; R., Bardenet; J., B?uml; C., Baus; Beatty, J. ?. J.; Becker, K. ?. H.; Bellido, J. ?. A.; S., Benzvi; C., Berat; X., Bertou; Biermann, P. ?. L.; P., Billoir; F., Blanco; M., Blanco; C., Bleve; H., Bl?mer; M., Boh??ov?; D., Boncioli; C., Bonifazi; R., Bonino; N., Borodai; J., Brack; I., Brancus; P., Brogueira; Brown, W. ?. C.; P., Buchholz; A., Bueno; Buscemi, Mario; Caballero Mora, K. ?. S.; B., Caccianiga; L., Caccianiga; M., Candusso; L., Caramete; R., Caruso; A., Castellina; G., Cataldi; L., Cazon; R., Cester; Cheng, S. ?. H.; A., Chiavassa; Chinellato, J. ?. A.; J., Chudoba; Cilmo, Marco; Clay, R. ?. W.; G., Cocciolo; Colalillo, Roberta; L., Collica; Coluccia, M. ?. R.; R., Concei??o; F., Contreras; Cooper, M. ?. J.; S., Coutu; Covault, C. ?. E.; A., Criss; J., Cronin; A., Curutiu; R., Dallier; B., Daniel; S., Dasso; K., Daumiller; Dawson, B. ?. R.; de Almeida, R. ?. M.; M., De Domenico; de Jong, S. ?. J.; G., De La Vega; de Mello Junior, W. ?. J. ?. M.; de Mello Neto, J. ?. R. ?. T.; I., De Mitri; V., de Souza; de Vries, K. ?. D.; L., del Peral; O., Deligny; H., Dembinski; N., Dhital; C., Di Giulio; A., Di Matteo; Diaz, J. ?. C.; D?az Castro, M. ?. L.; Diep, P. ?. N.; F., Diogo; C., Dobrigkeit; W., Docters; D?olivo, J. ?. C.; Dong, P. ?. N.; A., Dorofeev; dos Anjos, J. ?. C.; Dova, M. ?. T.; J., Ebr; R., Engel; M., Erdmann; Escobar, C. ?. O.; J., Espadanal; A., Etchegoyen; P., Facal San Luis; H., Falcke; K., Fang; G., Farrar; Fauth, A. ?. C.; N., Fazzini; Ferguson, A. ?. P.; B., Fick; Figueira, J. ?. M.; A., Filevich; A., Filip?i?; N., Foerster; Fox, B. ?. D.; Fracchiolla, C. ?. E.; Fraenkel, E. ?. D.; O., Fratu; U., Fr?hlich; B., Fuchs; R., Gaior; Gamarra, R. ?. F.; S., Gambetta; B., Garc?a; Garcia Roca, S. ?. T.; D., Garcia Gamez; D., Garcia Pinto; G., Garilli; A., Gascon Bravo; H., Gemmeke; Ghia, P. ?. L.; M., Giammarchi; M., Giller; J., Gitto; C., Glaser; H., Glass; F., Gomez Albarracin; M., G?mez Berisso; G?mez Vitale, P. ?. F.; P., Gon?alves; Gonzalez, J. ?. G.; B., Gookin; A., Gorgi; P., Gorham; P., Gouffon; S., Grebe; N., Griffith; Grillo, A. ?. F.; Grubb, T. ?. D.; Y., Guardincerri; Guarino, Fausto; Guedes, G. ?. P.; P., Hansen; D., Harari; Harrison, T. ?. A.; Harton, J. ?. L.; A., Haungs; T., Hebbeker; D., Heck; Herve, A. ?. E.; Hill, G. ?. C.; C., Hojvat; N., Hollon; E., Holt; P., Homola; H?randel, J. ?. R.; P., Horvath; M., Hrabovsk?; D., Huber; T., Huege; A., Insolia; Isar, P. ?. G.; S., Jansen; C., Jarne; M., Josebachuili; K., Kadija; O., Kambeitz; Kampert, K. ?. H.; P., Karhan; P., Kasper; I., Katkov; B., K?gl; B., Keilhauer; A., Keivani; E., Kemp; Kieckhafer, R. ?. M.; Klages, H. ?. O.; M., Kleifges; J., Kleinfeller; J., Knapp; R., Krause; N., Krohm; O., Kr?mer; D., Kruppke Hansen; D., Kuempel; N., Kunka; G., La Rosa; D., Lahurd; L., Latronico; R., Lauer; M., Lauscher; P., Lautridou; S., Le Coz; Le?o, M. ?. S. ?. A. ?. B.; D., Lebrun; P., Lebrun; Leigui de Oliveira, M. ?. A.; A., Letessier Selvon; I., Lhenry Yvon; K., Link; R., L?pez; A., Lopez Ag?era; K., Louedec; J., Lozano Bahilo; L., Lu; A., Lucero; M., Ludwig; H., Lyberis; Maccarone, M. ?. C.; M., Malacari; S., Maldera; J., Maller; D., Mandat; P., Mantsch; Mariazzi, A. ?. G.; V., Marin; Mari?, I. ?. C.; Marquez Falcon, H. ?. R.; G., Marsella; D., Martello; L., Martin; H., Martinez; O., Mart?nez Bravo; D., Martraire; Mas?as Meza, J. ?. J.; Mathes, H. ?. J.; J., Matthews; Matthews, J. ?. A. ?. J.; G., Matthiae; D., Maurel; D., Maurizio; E., Mayotte; Mazur, P. ?. O.; C., Medina; G., Medina Tanco; M., Melissas; D., Melo; E., Menichetti; A., Menshikov; S., Messina; R., Meyhandan; S., Mi?anovi?; Micheletti, M. ?. I.; L., Middendorf; Minaya, I. ?. A.; L., Miramonti; B., Mitrica; L., Molina Bueno; S., Mollerach; M., Monasor; D., Monnier Ragaigne; F., Montanet; B., Morales; C., Morello; Moreno, J. ?. C.; M., Mostaf?; Moura, C. ?. A.; Muller, M. ?. A.; G., M?ller; M., M?nchmeyer; R., Mussa; G., Navarra; Navarro, J. ?. L.; S., Navas; P., Necesal; L., Nellen; A., Nelles; J., Neuser; Nhung, P. ?. T.; M., Niechciol; L., Niemietz; T., Niggemann; D., Nitz; D., Nosek; L., No?ka; J., Oehlschl?ger; A., Olinto; M., Oliveira; M., Ortiz; N., Pacheco; D., Pakk Selmi Dei; M., Palatka; J., Pallotta; N., Palmieri; G., Parente; A., Parra; S., Pastor; T., Paul; M., Pech; J., Pe?kala; R., Pelayo; Pepe, I. ?. M.; L., Perrone; R., Pesce; E., Petermann; S., Petrera; A., Petrolini; Y., Petrov; R., Piegaia; T., Pierog; P., Pieroni; M., Pimenta; V., Pirronello; M., Platino; M., Plum; M., Pontz; A., Porcelli; T., Preda; P., Privitera; M., Prouza; Quel, E. ?. J.; S., Querchfeld; S., Quinn; J., Rautenberg; O., Ravel; D., Ravignani; B., Revenu; J., Ridky; S., Riggi; M., Risse; P., Ristori; H., Rivera; V., Rizi; J., Roberts; W., Rodrigues de Carvalho; I., Rodriguez Cabo; G., Rodriguez Fernandez; J., Rodriguez Martino; J., Rodriguez Rojo; Rodr?guez Fr?as, M. ?. D.; G., Ros; J., Rosado; T., Rossler; M., Roth; B., Rouill? d?Orfeuil; E., Roulet; Rovero, A. ?. C.; C., R?hle; Saffi, S. ?. J.; A., Saftoiu; F., Salamida; H., Salazar; F., Salesa Greus; G., Salina; F., S?nchez; P., Sanchez Lucas; Santo, C. ?. E.; E., Santos; Santos, E. ?. M.; F., Sarazin; B., Sarkar; R., Sarmento; R., Sato; N., Scharf; V., Scherini; H., Schieler; P., Schiffer; A., Schmidt; O., Scholten; H., Schoorlemmer; P., Schov?nek; Schr?der, F. ?. G.; A., Schulz; J., Schulz; Sciutto, S. ?. J.; M., Scuderi; A., Segreto; M., Settimo; A., Shadkam; Shellard, R. ?. C.; I., Sidelnik; G., Sigl; O., Sima; A., ?mia?kowski; R., ?m?da; Snow, G. ?. R.; P., Sommers; J., Sorokin; H., Spinka; R., Squartini; Srivastava, Y. ?. N.; S., Stani?; J., Stapleton; J., Stasielak; M., Stephan; M., Straub; A., Stutz; F., Suarez; T., Suomij?rvi; Supanitsky, A. ?. D.; T., ?u?a; Sutherland, M. ?. S.; J., Swain; Z., Szadkowski; M., Szuba; A., Tapia; M., Tartare; O., Ta?c?u; Thao, N. ?. T.; J., Tiffenberg; C., Timmermans; W., Tkaczyk; Todero Peixoto, C. ?. J.; G., Toma; L., Tomankova; B., Tom?; A., Tonachini; G., Torralba Elipe; D., Torres Machado; P., Travnicek; Tridapalli, D. ?. B.; E., Trovato; M., Tueros; R., Ulrich; M., Unger; Galicia, J. ?. F. Vald?s.; I., Vali?o; Valore, Laura; G., van Aar; van den Berg, A. ?. M.; S., van Velzen; A., van Vliet; E., Varela; B., Vargas C?rdenas; G., Varner; V?zquez, J. ?. R.; V?zquez, R. ?. A.; D., Veberi?; V., Verzi; J., Vicha; M., Videla; L., Villase?or; H., Wahlberg; P., Wahrlich; O., Wainberg; D., Walz; Watson, A. ?. A.; M., Weber; K., Weidenhaupt; A., Weindl; F., Werner; S., Westerhoff; Whelan, B. ?. J.; A., Widom; G., Wieczorek; L., Wiencke; B., Wilczy?ska; H., Wilczy?ski; M., Will; C., Williams; T., Winchen; B., Wundheiler; S., Wykes; T., Yamamoto; T., Yapici; P., Younk; G., Yuan; A., Yushkov; B., Zamorano; E., Zas; D., Zavrtanik; M., Zavrtanik; I., Zaw; A., Zepeda; J., Zhou; Y., Zhu; M., Zimbres Silva; M., Ziolkowski. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 89:(2014), pp. 052002-1-052002-18. [10.1103/PhysRevD.89.052002]
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