Update on the Combined Analysis of Muon Measurements from Nine Air Shower Experiments

Soldin, D.; Fomin, Yu. A.; Kalmykov, N. N.; Karpikov, I. S.; Kulikov, G. V.; Kuznetsov, M. Yu.; Rubtsov, G. I.; Sulakov, V. P.; Troitsky, S. V.; Abbasi, R.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Alispach, C.; Alves, A. A.; Amin, N. M.; An, R.; Andeen, K.; Anderson, T.; Anton, G.; Arguelles, C.; Ashida, Y.; Axani, S.; Bai, X.; Balagopal, A. V.; Barbano, A.; Barwick, S. W.; Bastian, B.; Basu, V.; Baur, S.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Becker, K. -H.; Becker Tjus, J.; Bellenghi, C.; Benzvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Boddenberg, M.; Bontempo, F.; Borowka, J.; Boser, S.; Botner, O.; Bottcher, J.; Bourbeau, E.; Bradascio, F.; Braun, J.; Bron, S.; Brostean-Kaiser, J.; Browne, S.; Burgman, A.; Burley, R. T.; Busse, R. S.; Campana, M. A.; Carnie-Bronca, E. G.; Chen, C.; Chirkin, D.; Choi, K.; Clark, B. A.; Clark, K.; Classen, L.; Coleman, A.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D. F.; Cross, R.; Dappen, C.; Dave, P.; De Clercq, C.; Delaunay, J. J.; Dembinski, H.; Deoskar, K.; De Ridder, S.; Desai, A.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; Deyoung, T.; Dharani, S.; Diaz, A.; Diaz-Velez, J. C.; Dittmer, M.; Dujmovic, H.; Dunkman, M.; Duvernois, M. A.; Dvorak, E.; Ehrhardt, T.; Eller, P.; Engel, R.; Erpenbeck, H.; Evans, J.; Evenson, P. A.; Fan, K. L.; Fazely, A. R.; Fiedlschuster, S.; Fienberg, A. T.; Filimonov, K.; Finley, C.; Fischer, L.; Fox, D.; Franckowiak, A.; Friedman, E.; Fritz, A.; Furst, P.; Gaisser, T. K.; Gallagher, J.; Ganster, E.; Garcia, A.; Garrappa, S.; Gerhardt, L.; Ghadimi, A.; Glaser, C.; Glauch, T.; Glusenkamp, T.; Goldschmidt, A.; Gonzalez, J. G.; Goswami, S.; Grant, D.; Gregoire, T.; Griswold, S.; Gunduz, M.; Gunther, C.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halliday, R.; Halve, L.; Halzen, F.; Ha Minh, M.; Hanson, K.; Hardin, J.; Harnisch, A. A.; Haungs, A.; Hauser, S.; Hebecker, D.; Helbing, K.; Henningsen, F.; Hettinger, E. C.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, C.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Hoinka, T.; Hokanson-Fasig, B.; Hoshina, K.; Huang, F.; Huber, M.; Huber, T.; Hultqvist, K.; Hunnefeld, M.; Hussain, R.; In, S.; Iovine, N.; Ishihara, A.; Jansson, M.; Japaridze, G. S.; Jeong, M.; Jones, B. J. P.; Kang, D.; Kang, W.; Kang, X.; Kappes, A.; Kappesser, D.; Karg, T.; Karl, M.; Karle, A.; Katz, U.; Kauer, M.; Kellermann, M.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kin, K.; Kintscher, T.; Kiryluk, J.; Klein, S. R.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Kontrimas, T.; Kopke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Koundal, P.; Kovacevich, M.; Kowalski, M.; Kozynets, T.; Kun, E.; Kurahashi, N.; Lad, N.; Lagunas Gualda, C.; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lauber, F.; Lazar, J. P.; Lee, J. W.; Leonard, K.; Leszczynska, A.; Li, Y.; Lincetto, M.; Liu, Q. R.; Liubarska, M.; Lohfink, E.; Lozano Mariscal, C. J.; Lu, L.; Lucarelli, F.; Ludwig, A.; Luszczak, W.; Lyu, Y.; W. Y., Ma; Madsen, J.; Mahn, K. B. M.; Makino, Y.; Mancina, S.; Maris, I. C.; Maruyama, R.; Mase, K.; Mcelroy, T.; Mcnally, F.; Mead, J. V.; Meagher, K.; Medina, A.; Meier, M.; Meighen-Berger, S.; Micallef, J.; Mockler, D.; Montaruli, T.; Moore, R. W.; Morse, R.; Moulai, M.; Naab, R.; Nagai, R.; Naumann, U.; Necker, J.; Nguyen, L. V.; Niederhausen, H.; Nisa, M. U.; Nowicki, S. C.; Nygren, D. R.; Obertacke Pollmann, A.; Oehler, M.; Olivas, A.; O'Sullivan, E.; Pandya, H.; Pankova, D. V.; Park, N.; Parker, G. K.; Paudel, E. N.; Paul, L.; Perez de los Heros, C.; Peters, L.; Peterson, J.; Philippen, S.; Pieloth, D.; Pieper, S.; Pittermann, M.; Pizzuto, A.; Plum, M.; Popovych, Y.; Porcelli, A.; Prado Rodriguez, M.; Price, P. B.; Pries, B.; Przybylski, G. T.; Raab, C.; Raissi, A.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Rea, I. C.; Rehman, A.; Reichherzer, P.; Reimann, R.; Renzi, G.; Resconi, E.; Reusch, S.; Rhode, W.; Richman, M.; Riedel, B.; Roberts, E. J.; Robertson, S.; Roellinghoff, G.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Rysewyk Cantu, D.; Safa, I.; Saffer, J.; Sanchez Herrera, S. E.; Sandrock, A.; Sandroos, J.; Santander, M.; Sarkar, S.; Satalecka, K.; Scharf, M.; Schaufel, M.; Schieler, H.; Schindler, S.; Schlunder, P.; Schmidt, T.; Schneider, A.; Schneider, J.; Schroder, F. G.; Schumacher, L.; Schwefer, G.; Sclafani, S.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Sharma, A.; Shefali, S.; Silva, M.; Skrzypek, B.; Smithers, B.; Snihur, R.; Soedingrekso, J.; Spannfellner, C.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stachurska, J.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stein, R.; Stettner, J.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Sturwald, T.; Stuttard, T.; Sullivan, G. W.; Taboada, I.; Tenholt, F.; Ter-Antonyan, S.; Tilav, S.; Tischbein, F.; Tollefson, K.; Tomankova, L.; Tonnis, C.; Toscano, S.; Tosi, D.; Trettin, A.; Tselengidou, M.; Tung, C. F.; Turcati, A.; Turcotte, R.; Turley, C. F.; Twagirayezu, J. P.; Ty, B.; Unland Elorrieta, M. A.; Valtonen-Mattila, N.; Vandenbroucke, J.; van Eijndhoven, N.; Vannerom, D.; van Santen, J.; Verpoest, S.; Vraeghe, M.; Walck, C.; Watson, T. B.; Weaver, C.; Weigel, P.; Weindl, A.; Weiss, M. J.; Weldert, J.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Weyrauch, M.; Whitehorn, N.; Wiebusch, C. H.; Williams, D. R.; Wolf, M.; Woschnagg, K.; Wrede, G.; Wulff, J.; X. W., Xu; Xu, Y.; Yanez, J. P.; Yoshida, S.; Yu, S.; Yuan, T.; Zhang, Z.; Apel, W. D.; Arteaga-Velazquez, J. C.; Bekk, K.; Bertaina, M.; Blumer, J.; Bozdog, H.; Cantoni, E.; Chiavassa, A.; Cossavella, F.; Daumiller, K.; de Souza, V.; Di Pierro, F.; Doll, P.; Fuhrmann, D.; Gherghel-Lascu, A.; Gils, H. J.; Glasstetter, R.; Grupen, C.; Heck, D.; Horandel, J. R.; Huege, T.; Kampert, K. -H.; Klages, H. O.; Link, K.; Luczak, P.; Mathes, H. J.; Mayer, H. J.; Milke, J.; Morello, C.; Oehlschlager, J.; Ostapchenko, S.; Pierog, T.; Rebel, H.; Rivera-Rangel, D.; Roth, M.; Schoo, S.; Sima, O.; Toma, G.; Trinchero, G. C.; Ulrich, H.; Wochele, J.; Zabierowski, J.; Barbashina, N. S.; Bogdanov, A. G.; Khokhlov, S. S.; Kindin, V. V.; Kokoulin, R. P.; Kompaniets, K. G.; Mannocchi, G.; Petrukhin, A. A.; Shutenko, V. V.; Trinchero, G.; Yashin, I. I.; Yurina, E. A.; Zadeba, E. A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Albury, J. M.; Allekotte, I.; Almela, A.; Alvarez-Muniz, J.; Alves Batista, R.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Araujo Ferreira, P. R.; Arteaga Velazquez, J. C.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A. M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Barreira Luz, R. J.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Binet, V.; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Botti, A. M.; Brack, J.; Bretz, T.; Brichetto Orchera, P. G.; Briechle, F. L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Busken, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Canfora, F.; Caracas, I.; Carceller, J. M.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cobos Cerutti, A. C.; Colalillo, R.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Contreras, F.; Convenga, F.; Correia dos Santos, D.; Covault, C. E.; Dasso, S.; Dawson, B. R.; Day, J. A.; de Almeida, R. M.; de Jesus, J.; de Jong, S. J.; De Mauro, G.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Palma, F.; De Vito, E.; del Rio, M.; Deligny, O.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Domingues Mendes, L. M.; dos Anjos, R. C.; dos Santos, D.; Dova, M. T.; Ebr, J.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filipcic, A.; Fitoussi, T.; Fodran, T.; Freire, M. M.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; Garcia, B.; Garcia Vegas, A. L.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gomez Berisso, M.; Gomez Vitale, P. F.; Gongora, J. P.; Gonzalez, J. M.; Gonzalez, N.; Goos, I.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guido, E.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V. M.; Hebbeker, T.; Hojvat, C.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Janecek, P.; Johnsen, J. A.; Jurysek, J.; Kaapa, A.; Kampert, K. H.; Karastathis, N.; Keilhauer, B.; Kemp, J.; Khakurdikar, A.; Kizakke Covilakam, V. V.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Kopke, M.; Kunka, N.; Lago, B. L.; Lang, R. G.; Langner, N.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lenok, V.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lo Presti, D.; Lopes, L.; Lopez, R.; Luce, Q.; Lundquist, J. P.; Machado Payeras, A.; Mancarella, G.; Mandat, D.; Manning, B. C.; Manshanden, J.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariazzi, A. G.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martinez Bravo, O.; Mastrodicasa, M.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merenda, K. -D.; Michal, S.; Micheletti, M. I.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Mostafa, M.; Muller, A. L.; Muller, M. A.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W. M.; Nasr-Esfahani, A.; Nellen, L.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nozka, L.; Nucita, A.; Nunez, L. A.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pedreira, F.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pena-Rodriguez, J.; Pereira Martins, E. E.; Perez Armand, J.; Perez Bertolli, C.; Perlin, M.; Perrone, L.; Petrera, S.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M. J.; Rossoni, S.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J. D.; Sanchez, F.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schafer, C. M.; Scherini, V.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schluter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schovanek, P.; Schroder, S.; Schulte, J.; Sciutto, S. J.; Scornavacche, M.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shellard, R. C.; Sigl, G.; Silli, G.; Smida, R.; Sommers, P.; Soriano, J. F.; Souchard, J.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stanic, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Streich, A.; Suarez-Duran, M.; Sudholz, T.; Suomijarvi, T.; Supanitsky, A. D.; Szadkowski, Z.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Torres, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valore, L.; Varela, E.; Vasquez-Ramirez, A.; Veberic, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I. D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Watanabe, C.; Watson, A. A.; Weber, M.; Wiencke, L.; Wilczynski, H.; Wirtz, M.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Ulrichs, J.; Abbasi, R. U.; Abe, M.; Abu-Zayyad, T.; Allen, M.; Arai, Y.; Barcikowski, E.; Belz, J. W.; Bergman, D. R.; Blake, S. A.; Buckland, I.; Cady, R.; Cheon, B. G.; Chiba, J.; Chikawa, M.; Fujisue, K.; Fujita, K.; Fujiwara, R.; Fukushima, M.; Fukushima, R.; Furlich, G.; Gonzalez, R.; Hanlon, W.; Hayashi, M.; Hayashida, N.; Hibino, K.; Higuchi, R.; Honda, K.; Ikeda, D.; Inadomi, T.; Inoue, N.; Ishii, T.; Ito, H.; Ivanov, D.; Iwakura, H.; Jeong, H. M.; Jeong, S.; Jui, C. C. H.; Kadota, K.; Kakimoto, F.; Kalashev, O.; Kasahara, K.; Kasami, S.; Kawai, H.; Kawakami, S.; Kawana, S.; Kawata, K.; Kido, E.; Kim, H. B.; Kim, J. H.; Kim, M. H.; Kim, S. W.; Kimura, Y.; Kishigami, S.; Kubota, Y.; Kurisu, S.; Kuzmin, V.; Kuznetsov, M.; Kwon, Y. J.; Lee, K. H.; Lubsandorzhiev, B.; Machida, K.; Matsumiya, H.; Matsuyama, T.; Matthews, J. N.; Mayta, R.; Minamino, M.; Mukai, K.; Myers, I.; Nagataki, S.; Nakai, K.; Nakamura, R.; Nakamura, T.; Nakamura, Y.; Nakazawa, A.; Nonaka, T.; Oda, H.; Ogio, S.; Ohnishi, M.; Ohoka, H.; Oku, Y.; Okuda, T.; Omura, Y.; Ono, M.; Onogi, R.; Oshima, A.; Ozawa, S.; Park, I. H.; Potts, M.; Pshirkov, M. S.; Remington, J.; Rodriguez, D. C.; Ryu, D.; Sagawa, H.; Sahara, R.; Saito, Y.; Sakaki, N.; Sako, T.; Sakurai, N.; Sano, K.; Sato, K.; Seki, T.; Sekino, K.; Shah, P. D.; Shibasaki, Y.; Shibata, F.; Shibata, N.; Shibata, T.; Shimodaira, H.; Shin, B. K.; Shin, H. S.; Shinto, D.; Smith, J. D.; Sokolsky, P.; Sone, N.; Stokes, B. T.; Stroman, T. A.; Suzawa, T.; Takagi, Y.; Takahashi, Y.; Takamura, M.; Takeda, M.; Takeishi, R.; Taketa, A.; Takita, M.; Tameda, Y.; Tanaka, H.; Tanaka, K.; Tanaka, M.; Tanoue, Y.; Thomas, S. B.; Thomson, G. B.; Tinyakov, P.; Tkachev, I.; Tokuno, H.; Tomida, T.; Troitsky, S.; Tsuda, R.; Tsunesada, Y.; Uchihori, Y.; Udo, S.; Uehama, T.; Urban, F.; Wong, T.; Yada, K.; Yamamoto, M.; Yamazaki, K.; Yang, J.; Yashiro, K.; Yoshida, F.; Yoshioka, Y.; Zhezher, Y.; Zundel, Z.; Atlasov, E. A.; Bolotnikov, N. G.; Dyachkovskiy, N. A.; Gerasimova, N. S.; Glushkov, A. V.; Ivanov, A. A.; Ivanov, O. N.; Kellarev, I. A.; Knurenko, S. P.; Krasilnikov, A. D.; Ksenofontov, I. V.; Ksenofontov, L. T.; Lebedev, K. G.; Matarkin, S. V.; Mokhnachevskaya, V. P.; Neustroev, N. I.; Petrov, I. S.; Proshutinsky, A. S.; Sabourov, A. V.; Sleptsov, I. Ye.; Struchkov, G. G.; Timofeev, L. V.; Yakovlev, B. B.

doi:10.22323/1.395.0349

Over the last two decades, various experiments have measured muon densities in extensive air showers over several orders of magnitude in primary energy. While some experiments observed differences in the muon densities between simulated and experimentally measured air showers, others reported no discrepancies. We will present an update of the meta-analysis of muon measurements from nine air shower experiments, covering shower energies between a few PeV and tens of EeV and muon threshold energies from a few 100 MeV to about 10GeV. In order to compare measurements from different experiments, their energy scale was cross-calibrated and the experimental data has been compared using a universal reference scale based on air shower simulations. Above 10 PeV, we find a muon excess with respect to simulations for all hadronic interaction models, which is increasing with shower energy. For EPOS-LHC and QGSJet-II.04 the significance of the slope of the increase is analyzed in detail under different assumptions of the individual experimental uncertainties.