European Physical Journal C: Particles and Fields (Nov 2023)

Developments and results in the context of the JEM-EUSO program obtained with the ESAF simulation and analysis framework

  • S. Abe,
  • J. H. Adams,
  • D. Allard,
  • P. Alldredge,
  • L. Anchordoqui,
  • A. Anzalone,
  • E. Arnone,
  • B. Baret,
  • D. Barghini,
  • M. Battisti,
  • J. Bayer,
  • R. Bellotti,
  • A. A. Belov,
  • M. Bertaina,
  • P. F. Bertone,
  • M. Bianciotto,
  • P. L. Biermann,
  • F. Bisconti,
  • C. Blaksley,
  • S. Blin-Bondil,
  • P. Bobik,
  • K. Bolmgren,
  • S. Briz,
  • J. Burton,
  • F. Cafagna,
  • G. Cambié,
  • D. Campana,
  • F. Capel,
  • R. Caruso,
  • M. Casolino,
  • C. Cassardo,
  • A. Castellina,
  • K. Černý,
  • M. J. Christl,
  • R. Colalillo,
  • L. Conti,
  • G. Cotto,
  • H. J. Crawford,
  • R. Cremonini,
  • A. Creusot,
  • A. Cummings,
  • A. de Castro Gónzalez,
  • C. de la Taille,
  • L. del Peral,
  • R. Diesing,
  • P. Dinaucourt,
  • A. Di Nola,
  • A. Ebersoldt,
  • T. Ebisuzaki,
  • J. Eser,
  • F. Fenu,
  • S. Ferrarese,
  • G. Filippatos,
  • W. W. Finch,
  • F. Flaminio,
  • C. Fornaro,
  • D. Fuehne,
  • C. Fuglesang,
  • M. Fukushima,
  • D. Gardiol,
  • G. K. Garipov,
  • A. Golzio,
  • P. Gorodetzky,
  • F. Guarino,
  • C. Guépin,
  • A. Guzmán,
  • A. Haungs,
  • T. Heibges,
  • J. Hernández-Carretero,
  • F. Isgrò,
  • E. G. Judd,
  • F. Kajino,
  • I. Kaneko,
  • Y. Kawasaki,
  • M. Kleifges,
  • P. A. Klimov,
  • I. Kreykenbohm,
  • J. F. Krizmanic,
  • V. Kungel,
  • E. Kuznetsov,
  • F. López Martínez,
  • S. Mackovjak,
  • D. Mandát,
  • M. Manfrin,
  • A. Marcelli,
  • L. Marcelli,
  • W. Marszał,
  • J. N. Matthews,
  • A. Menshikov,
  • T. Mernik,
  • M. Mese,
  • S. S. Meyer,
  • J. Mimouni,
  • H. Miyamoto,
  • Y. Mizumoto,
  • A. Monaco,
  • J.A Morales de los Ríos,
  • S. Nagataki,
  • J. M. Nachtman,
  • D. Naumov,
  • A. Neronov,
  • T. Nonaka,
  • T. Ogawa,
  • S. Ogio,
  • H. Ohmori,
  • A. V. Olinto,
  • Y. Onel,
  • G. Osteria,
  • A. Pagliaro,
  • B. Panico,
  • E. Parizot,
  • I. H. Park,
  • B. Pastircak,
  • T. Paul,
  • M. Pech,
  • F. Perfetto,
  • P. Picozza,
  • L. W. Piotrowski,
  • Z. Plebaniak,
  • J. Posligua,
  • R. Prevete,
  • G. Prévôt,
  • H. Prieto,
  • M. Przybylak,
  • M. Putis,
  • E. Reali,
  • P. Reardon,
  • M. H. Reno,
  • M. Ricci,
  • M. Rodríguez Frías,
  • G. Romoli,
  • G. Sáez Cano,
  • H. Sagawa,
  • N. Sakaki,
  • A. Santangelo,
  • O. A. Saprykin,
  • F. Sarazin,
  • M. Sato,
  • H. Schieler,
  • P. Schovánek,
  • V. Scotti,
  • S. Selmane,
  • S. A. Sharakin,
  • K. Shinozaki,
  • J. F. Soriano,
  • J. Szabelski,
  • N. Tajima,
  • T. Tajima,
  • Y. Takahashi,
  • M. Takeda,
  • Y. Takizawa,
  • C. Tenzer,
  • S. B. Thomas,
  • L. G. Tkachev,
  • T. Tomida,
  • S. Toscano,
  • M. Traïche,
  • D. Trofimov,
  • K. Tsuno,
  • P. Vallania,
  • L. Valore,
  • T. M. Venters,
  • C. Vigorito,
  • P. von Ballmoos,
  • M. Vrabel,
  • S. Wada,
  • J. Watts,
  • A. Weindl,
  • L. Wiencke,
  • J. Wilms,
  • D. Winn,
  • H. Wistrand,
  • I. V. Yashin,
  • R. Young,
  • M. Yu. Zotov

DOI
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-023-12090-w
Journal volume & issue
Vol. 83, no. 11
pp. 1 – 39

Abstract

Read online

Abstract JEM-EUSO is an international program for the development of space-based Ultra-High Energy Cosmic Ray observatories. The program consists of a series of missions which are either under development or in the data analysis phase. All instruments are based on a wide-field-of-view telescope, which operates in the near-UV range, designed to detect the fluorescence light emitted by extensive air showers in the atmosphere. We describe the simulation software ESAF in the framework of the JEM-EUSO program and explain the physical assumptions used. We present here the implementation of the JEM-EUSO, POEMMA, K-EUSO, TUS, Mini-EUSO, EUSO-SPB1 and EUSO-TA configurations in ESAF. For the first time ESAF simulation outputs are compared with experimental data.