Searching for EeV photons with Telescope Array Surface Detector and neural networks

Fuente: arXiv
Saved in:
Bibliographic Details
Main Authors: Telescope Array Collaboration, Abbasi, R. U., Abu-Zayyad, T., Allen, M., Belz, J. W., Bergman, D. R., Bradfield, F., Buckland, I., Campbell, W., Cheon, B. G., Endo, K., Fedynitch, A., Fujii, T., Fujisue, K., Fujita, K., Fukushima, M., Furlich, G., Urena, A. Galvez, Gerber, Z., Globus, N., Hanaoka, T., Hanlon, W., Hayashida, N., He, H., Hibino, K., Higuchi, R., Ikeda, D., Ivanov, D., Jeong, S., Jui, C. C. H., Kadota, K., Kakimoto, F., Kalashev, O., Kasahara, K., Kawachi, Y., Kawata, K., Kharuk, I., Kido, E., Kim, H. B., Kim, J. H., Kim, S. W., Kobo, R., Komae, I., Komatsu, K., Komori, K., Korochkin, A., Koyama, C., Kudenko, M., Kuroiwa, M., Kusumori, Y., Kuznetsov, M., Kwon, Y. J., Lee, K. H., Lee, M. J., Lubsandorzhiev, B., Lundquist, J. P., Matsushita, H., Matsuzawa, A., Matthews, J. A., Matthews, J. N., Mizuno, K., Mori, M., Nagataki, S., Nakagawa, K., Nakahara, M., Nakamura, H., Nakamura, T., Nakayama, T., Nakayama, Y., Nakazawa, K., Nonaka, T., Ogio, S., Ohoka, H., Okazaki, N., Onishi, M., Oshima, A., Oshima, H., Ozawa, S., Park, I. H., Park, K. Y., Potts, M., Przybylak, M., Pshirkov, M. S., Remington, J., Rott, C., Rubtsov, G. I., Ryu, D., Sagawa, H., Sakaki, N., Sakamoto, R., Sako, T., Sakurai, N., Sakurai, S., Sato, D., Sekino, K., Shibata, T., Shikita, J., Shimodaira, H., Shin, H. S., Shinozaki, K., Smith, J. D., Sokolsky, P., Stokes, B. T., Stroman, T. A., Tachibana, H., Takahashi, K., Takeda, M., Takeishi, R., Taketa, A., Takita, M., Tameda, Y., Tanaka, K., Tanaka, M., Teramoto, M., Thomas, S. B., Thomson, G. B., Tinyakov, P., Tkachev, I., Tomida, T., Troitsky, S., Tsunesada, Y., Udo, S., Urban, F. R., Vrabel, M., Warren, D., Yamazaki, K., Zhezher, Y., Zundel, Z., Zvirzdin, J.
Format: Preprint
Published: 2025
Subjects:
Online Access:
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
_version_ 1866910160027385856
author Telescope Array Collaboration
Abbasi, R. U.
Abu-Zayyad, T.
Allen, M.
Belz, J. W.
Bergman, D. R.
Bradfield, F.
Buckland, I.
Campbell, W.
Cheon, B. G.
Endo, K.
Fedynitch, A.
Fujii, T.
Fujisue, K.
Fujita, K.
Fukushima, M.
Furlich, G.
Urena, A. Galvez
Gerber, Z.
Globus, N.
Hanaoka, T.
Hanlon, W.
Hayashida, N.
He, H.
Hibino, K.
Higuchi, R.
Ikeda, D.
Ivanov, D.
Jeong, S.
Jui, C. C. H.
Kadota, K.
Kakimoto, F.
Kalashev, O.
Kasahara, K.
Kawachi, Y.
Kawata, K.
Kharuk, I.
Kido, E.
Kim, H. B.
Kim, J. H.
Kim, J. H.
Kim, S. W.
Kobo, R.
Komae, I.
Komatsu, K.
Komori, K.
Korochkin, A.
Koyama, C.
Kudenko, M.
Kuroiwa, M.
Kusumori, Y.
Kuznetsov, M.
Kwon, Y. J.
Lee, K. H.
Lee, M. J.
Lubsandorzhiev, B.
Lundquist, J. P.
Matsushita, H.
Matsuzawa, A.
Matthews, J. A.
Matthews, J. N.
Mizuno, K.
Mori, M.
Nagataki, S.
Nakagawa, K.
Nakahara, M.
Nakamura, H.
Nakamura, T.
Nakayama, T.
Nakayama, Y.
Nakazawa, K.
Nonaka, T.
Ogio, S.
Ohoka, H.
Okazaki, N.
Onishi, M.
Oshima, A.
Oshima, H.
Ozawa, S.
Park, I. H.
Park, K. Y.
Potts, M.
Przybylak, M.
Pshirkov, M. S.
Remington, J.
Rott, C.
Rubtsov, G. I.
Ryu, D.
Sagawa, H.
Sakaki, N.
Sakamoto, R.
Sako, T.
Sakurai, N.
Sakurai, S.
Sato, D.
Sekino, K.
Shibata, T.
Shikita, J.
Shimodaira, H.
Shin, H. S.
Shinozaki, K.
Smith, J. D.
Sokolsky, P.
Stokes, B. T.
Stroman, T. A.
Tachibana, H.
Takahashi, K.
Takeda, M.
Takeishi, R.
Taketa, A.
Takita, M.
Tameda, Y.
Tanaka, K.
Tanaka, M.
Teramoto, M.
Thomas, S. B.
Thomson, G. B.
Tinyakov, P.
Tkachev, I.
Tomida, T.
Troitsky, S.
Tsunesada, Y.
Udo, S.
Urban, F. R.
Vrabel, M.
Warren, D.
Yamazaki, K.
Zhezher, Y.
Zundel, Z.
Zvirzdin, J.
author_facet Telescope Array Collaboration
Abbasi, R. U.
Abu-Zayyad, T.
Allen, M.
Belz, J. W.
Bergman, D. R.
Bradfield, F.
Buckland, I.
Campbell, W.
Cheon, B. G.
Endo, K.
Fedynitch, A.
Fujii, T.
Fujisue, K.
Fujita, K.
Fukushima, M.
Furlich, G.
Urena, A. Galvez
Gerber, Z.
Globus, N.
Hanaoka, T.
Hanlon, W.
Hayashida, N.
He, H.
Hibino, K.
Higuchi, R.
Ikeda, D.
Ivanov, D.
Jeong, S.
Jui, C. C. H.
Kadota, K.
Kakimoto, F.
Kalashev, O.
Kasahara, K.
Kawachi, Y.
Kawata, K.
Kharuk, I.
Kido, E.
Kim, H. B.
Kim, J. H.
Kim, J. H.
Kim, S. W.
Kobo, R.
Komae, I.
Komatsu, K.
Komori, K.
Korochkin, A.
Koyama, C.
Kudenko, M.
Kuroiwa, M.
Kusumori, Y.
Kuznetsov, M.
Kwon, Y. J.
Lee, K. H.
Lee, M. J.
Lubsandorzhiev, B.
Lundquist, J. P.
Matsushita, H.
Matsuzawa, A.
Matthews, J. A.
Matthews, J. N.
Mizuno, K.
Mori, M.
Nagataki, S.
Nakagawa, K.
Nakahara, M.
Nakamura, H.
Nakamura, T.
Nakayama, T.
Nakayama, Y.
Nakazawa, K.
Nonaka, T.
Ogio, S.
Ohoka, H.
Okazaki, N.
Onishi, M.
Oshima, A.
Oshima, H.
Ozawa, S.
Park, I. H.
Park, K. Y.
Potts, M.
Przybylak, M.
Pshirkov, M. S.
Remington, J.
Rott, C.
Rubtsov, G. I.
Ryu, D.
Sagawa, H.
Sakaki, N.
Sakamoto, R.
Sako, T.
Sakurai, N.
Sakurai, S.
Sato, D.
Sekino, K.
Shibata, T.
Shikita, J.
Shimodaira, H.
Shin, H. S.
Shinozaki, K.
Smith, J. D.
Sokolsky, P.
Stokes, B. T.
Stroman, T. A.
Tachibana, H.
Takahashi, K.
Takeda, M.
Takeishi, R.
Taketa, A.
Takita, M.
Tameda, Y.
Tanaka, K.
Tanaka, M.
Teramoto, M.
Thomas, S. B.
Thomson, G. B.
Tinyakov, P.
Tkachev, I.
Tomida, T.
Troitsky, S.
Tsunesada, Y.
Udo, S.
Urban, F. R.
Vrabel, M.
Warren, D.
Yamazaki, K.
Zhezher, Y.
Zundel, Z.
Zvirzdin, J.
contents Ultra-high-energy photons play an important role in probing astrophysical models and beyond-Standard-Model scenarios. We report updated limits on the diffuse photon flux using Telescope Array's Surface Detector data collected over 14 years of operation. Our method employs a neural network classifier to effectively distinguish between proton-induced and photon-induced events. The input data include both reconstructed composition-sensitive parameters and raw time-resolved signals registered by the Surface Detector stations. To mitigate biases from Monte Carlo simulations, we fine-tune the network with a subset of experimental data. The number of observed photon candidates is found to be consistent with the expected hadronic background, yielding upper limits on photon flux $Φ_γ(E_γ> 10^{19} \text{eV}) < 2.3 \cdot 10^{-3} $, and $Φ_γ(E_γ> 10^{20} \text{eV}) < 3.0 \cdot 10^{-4} $ $ (\text{km}^2 \cdot \text{sr} \cdot \text{yr})^{-1} $.
format Preprint
id arxiv_https___arxiv_org_abs_2512_01638
institution arXiv
publishDate 2025
record_format arxiv
spellingShingle Searching for EeV photons with Telescope Array Surface Detector and neural networks
Telescope Array Collaboration
Abbasi, R. U.
Abu-Zayyad, T.
Allen, M.
Belz, J. W.
Bergman, D. R.
Bradfield, F.
Buckland, I.
Campbell, W.
Cheon, B. G.
Endo, K.
Fedynitch, A.
Fujii, T.
Fujisue, K.
Fujita, K.
Fukushima, M.
Furlich, G.
Urena, A. Galvez
Gerber, Z.
Globus, N.
Hanaoka, T.
Hanlon, W.
Hayashida, N.
He, H.
Hibino, K.
Higuchi, R.
Ikeda, D.
Ivanov, D.
Jeong, S.
Jui, C. C. H.
Kadota, K.
Kakimoto, F.
Kalashev, O.
Kasahara, K.
Kawachi, Y.
Kawata, K.
Kharuk, I.
Kido, E.
Kim, H. B.
Kim, J. H.
Kim, J. H.
Kim, S. W.
Kobo, R.
Komae, I.
Komatsu, K.
Komori, K.
Korochkin, A.
Koyama, C.
Kudenko, M.
Kuroiwa, M.
Kusumori, Y.
Kuznetsov, M.
Kwon, Y. J.
Lee, K. H.
Lee, M. J.
Lubsandorzhiev, B.
Lundquist, J. P.
Matsushita, H.
Matsuzawa, A.
Matthews, J. A.
Matthews, J. N.
Mizuno, K.
Mori, M.
Nagataki, S.
Nakagawa, K.
Nakahara, M.
Nakamura, H.
Nakamura, T.
Nakayama, T.
Nakayama, Y.
Nakazawa, K.
Nonaka, T.
Ogio, S.
Ohoka, H.
Okazaki, N.
Onishi, M.
Oshima, A.
Oshima, H.
Ozawa, S.
Park, I. H.
Park, K. Y.
Potts, M.
Przybylak, M.
Pshirkov, M. S.
Remington, J.
Rott, C.
Rubtsov, G. I.
Ryu, D.
Sagawa, H.
Sakaki, N.
Sakamoto, R.
Sako, T.
Sakurai, N.
Sakurai, S.
Sato, D.
Sekino, K.
Shibata, T.
Shikita, J.
Shimodaira, H.
Shin, H. S.
Shinozaki, K.
Smith, J. D.
Sokolsky, P.
Stokes, B. T.
Stroman, T. A.
Tachibana, H.
Takahashi, K.
Takeda, M.
Takeishi, R.
Taketa, A.
Takita, M.
Tameda, Y.
Tanaka, K.
Tanaka, M.
Teramoto, M.
Thomas, S. B.
Thomson, G. B.
Tinyakov, P.
Tkachev, I.
Tomida, T.
Troitsky, S.
Tsunesada, Y.
Udo, S.
Urban, F. R.
Vrabel, M.
Warren, D.
Yamazaki, K.
Zhezher, Y.
Zundel, Z.
Zvirzdin, J.
Astrophysics of Galaxies
High Energy Astrophysical Phenomena
Instrumentation and Methods for Astrophysics
High Energy Physics - Experiment
Ultra-high-energy photons play an important role in probing astrophysical models and beyond-Standard-Model scenarios. We report updated limits on the diffuse photon flux using Telescope Array's Surface Detector data collected over 14 years of operation. Our method employs a neural network classifier to effectively distinguish between proton-induced and photon-induced events. The input data include both reconstructed composition-sensitive parameters and raw time-resolved signals registered by the Surface Detector stations. To mitigate biases from Monte Carlo simulations, we fine-tune the network with a subset of experimental data. The number of observed photon candidates is found to be consistent with the expected hadronic background, yielding upper limits on photon flux $Φ_γ(E_γ> 10^{19} \text{eV}) < 2.3 \cdot 10^{-3} $, and $Φ_γ(E_γ> 10^{20} \text{eV}) < 3.0 \cdot 10^{-4} $ $ (\text{km}^2 \cdot \text{sr} \cdot \text{yr})^{-1} $.
title Searching for EeV photons with Telescope Array Surface Detector and neural networks
topic Astrophysics of Galaxies
High Energy Astrophysical Phenomena
Instrumentation and Methods for Astrophysics
High Energy Physics - Experiment
url https://arxiv.org/abs/2512.01638