Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wetenschappers rapporteren over een nieuwe aanpak voor het afleiden van protonstralen uit ladingsveranderingsreacties

De ladingsveranderingsreactie (CCR) die in het experiment werd waargenomen, bestaat uit twee delen. Het directe protonenverwijderingsproces (σ driect ), vertegenwoordigt het dominante deel in CCR en kan met een goede nauwkeurigheid worden berekend met theoretische modellen. Bij dit proces worden protonen direct verwijderd in de reactie, die de CCR’s domineert. De andere, het protonverdampingsproces (σ evap ) na directe verwijdering van neutronen, is een proces in twee fasen. In de directe reactiefase worden alleen neutronen verwijderd, waardoor een resterende kern in een zeer aangeslagen toestand achterblijft. De resterende kern ondergaat vervolgens een cascadeverval door geladen deeltjes (meestal protonen) te verdampen. Krediet:Science China Press

In een onderzoek werd systematisch de ladingsveranderende reactiedoorsnede van 24 lichte kernen op koolstof- en waterstofdoelen gemeten in het GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research in Duitsland.



Het team concludeerde dat de ladingsveranderende reactiemeting een extra bijdrage zou moeten omvatten van het protonverdampingsproces, naast het directe protonverwijderingsproces, dat kan worden beschreven in het raamwerk van het Glauber-model. De bevindingen verklaren het probleem in ladingsveranderende reactiestudies, waarbij experimenteel gemeten dwarsdoorsneden altijd hoger zijn dan verwacht op basis van theoretische modellen.

"Kan men bij het afleiden van nucleaire ladingsstralen uit ladingsveranderende reacties consistent de experimentele gegevens over verschillende reactiedoelen behandelen? Wat ontbreekt er nog steeds in de huidige modelanalyse? We hebben deze vragen beantwoord met nieuwe nauwkeurige gegevens bij 900A MeV", zegt Sun.

De onderzoekers vonden een robuuste correlatie tussen de bijdrage aan de meting van het protonverdampingsproces direct na het neutronenverwijderingsproces en de nucleonscheidingsenergie, een inherente eigenschap van de kern zelf. Deze correlatie wordt verondersteld geldig te zijn voor voorspellingen van de meeste exotische kernsystemen (althans voor de p-shell-nucliden die in dit artikel van belang zijn), aangezien deze wordt verkregen door interpolatie.

Er bestaan ​​lineaire relaties tussen de verhouding tussen gemeten dwarsdoorsneden en theoretische voorspellingen voor de ladingsveranderende reacties van verschillende kernen, d.w.z. , het aandeel van het protonverdampingsproces en de kernscheidingsenergie van die kern (S1 ). De gekleurde symbolen vertegenwoordigen de stabiele kernen met bekende ladingsstralen. De stralen van de onstabiele kernen, weergegeven door de semi-transparante symbolen, kunnen worden geëxtraheerd door interpolatie in plaats van door extrapolatie. Het protonverdampingsproces direct na de neutronenverwijdering kan 10% – 15% van de CCR-dwarsdoorsneden uitmaken voor het koolstofdoelgeval en 20% – 30% voor het waterstofdoelgeval. Krediet:Science China Press

Dit stelde de onderzoekers in staat om voor het eerst in hetzelfde raamwerk de punt-protonverdelingsstralen van kernen te extraheren uit gegevens van ladingsveranderende reacties op verschillende reactiedoelen, met name voor de exotische kernen, die nauwelijks toegankelijk waren met andere experimentele benaderingen. .

Ze verkregen consistente resultaten voor de nucliden met even protonaantallen. Voor de meest neutronenrijke kernen met oneven protonaantallen lijken er systematische verschillen te bestaan ​​in de stralen die uit twee doelgegevens worden gehaald, dat wil zeggen dat de koolstofdoelgegevens iets grotere stralen opleveren dan de waterstofdoelgegevens. Dit kan wijzen op het effect van verschillende hadronsondes of de punt-protonverdelingsvorm van exotische kernen.

Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Science Bulletin , en deze studie werd geleid door prof. Baohua Sun (School of Physics, Beihang University) en prof. Isao Tanihata (School of Physics, Beihang University en Research Center for Nuclear Physics (RCNP), Osaka University).