$β$-Delayed Neutron and Fission Calculations with Relativistic QRPA and Statistical Model
β缓发中子发射和裂变在r过程核合成中的作用引起了人们的高度兴趣。尽管近年来对γ过程核的研究越来越多，但β缓发中子和裂变的γ过程模拟的不确定性仍然较大。我们的目的是建立一个新的β缓发中子发射和裂变率数据库。为此，必须预测未经实验研究的数据。基于核能密度泛函和统计模型的微观理论方法是预测的有力工具之一。为了得到β强度函数，采用p-n相对论QRPA。用Hauser-Feshbach统计模型估算了原子核高激发态的蒸发和裂变。计算了β缓发中子分支比（P_n），并与实验数据进行了比较。用四种不同的裂变势垒数据估算了β缓发裂变的分支比（P_f）。计算的P_n值与实验值符合得很好。发现β缓发中子发射的能量提取敏感地改变了中子滴线附近核的P_n值。P_f敏感地依赖于裂变势垒数据。最新计算的β缓发中子发射和裂变数据在补充材料中以表格形式进行了总结。它们可用于r过程的研究以及核工程等其他领域。
2021-02-22 nucl-ex nucl-th
Elucidating the finite temperature quasiparticle random phase approximation
在众多的天体物理学场景中，如核心坍缩超新星和中子星合并，以及在重离子碰撞实验中，热填充核激发态之间的跃迁已被证明起着重要的作用。有限温度准粒子无规相近似（FT-QRPA）由于其简单性和良好的外推能力，成为研究热核性质的有效方法。FT-QRPA中的统计系综使理论比零温理论丰富得多，但也模糊了各种物理量的含义。在这项工作中，我们澄清了几个方面的FT-QRPA，包括在文献中看到的符号，并演示了如何从理论中提取物理量。为了验证有限温度跃迁的正确处理，我们特别强调质子-中子FT-QRPA（FT-PNQRPA）中描述的电荷交换跃迁。在建立于核能-密度泛函理论基础上的FT-PNQRPA中，我们采用相对论矩阵方法和非相对论有限振幅方法得到了相应的解。我们表明，池田求和规则是履行与适当的处理从热布居激发态的去激发。此外，我们证明了这些转变对恒星电子捕获（EC）率在${}^{58,78}$镍的影响。虽然它们的夹杂物不影响EC率在${}^{58}$镍，率在${}^{78}$镍主要由去激发温度$T > 0.5$兆电子伏。在具有大的负$Q$值的系统中，在FT-QRPA中包含去激发对于在有限温度下反应速率的完整描述是必要的。
2022-09-20 nucl-th
Calculation of beta-decay rates in a relativistic model with momentum-dependent self-energies
用相对论质子-中子准粒子无规相近似（PN-RQRPA）计算了丰中子核$Z\approx 28$和$Z\approx 50$区的β衰变半衰期。该研究是基于相对论Hartree-Bogoliubov计算的核基态，使用有效的拉格朗日与密度相关的介子核子耦合，并扩展到包括耦合之间的isoscope介子场和核子场的衍生物。这导致标量和矢量核子自能的线性动量依赖。在粒子-空穴通道中的剩余QRPA相互作用包括$π+ ρ$交换加上Landau-Migdal项。在T=1对通道中采用有限程Gogny相互作用，模型还包括质子-中子粒子-粒子相互作用。结果与现有的数据进行了比较，它表明，一个扩展的标准相对论平均场框架，包括动量依赖的核子自能自然导致的有效（朗道）核子质量的增强，从而改进的PN-QRPA描述的β衰变率。
2007-01-10 nucl-th
Ordinary muon capture as a probe of virtual transitions of $ββ$ decay
一个可靠的理论描述双β衰变过程需要一个可能性来测试所涉及的虚拟过渡对实验数据。遗憾的是，传统的电子俘获或$β^-$衰变实验只能探测最低的虚跃迁。在这篇文章中，我们提出了许多虚拟跃迁的计算振幅可以探测到的实验测量率的普通μ子捕获（OMC）的相关中间状态。这些实验的第一批结果预计很快就会出现。作为一个例子，我们讨论了$^{76}$ Ge和$^{106}$ Cd的$ββ$衰变以及$^{76}$ Se和$^{106}$ Cd核的OMC.发现OMC观测值与$2νββ$衰变振幅一样，强烈依赖于质子-中子相互作用的粒子-粒子部分的强度。
2002-01-04 nucl-th
Universal reduced order modelling for the nuclear finite amplitude method
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）
本文提出FAM-QRPA方程的降阶建模框架及贪婪快照选择策略，实现强度函数计算超一个数量级加速，并验证其适用于多种核模型和核种。
2026-09-09 nucl-th
The nuclear ground-state properties and stellar electron emission rates of 76Fe, 78Ni, 80Zn, 126Ru, 128Pd and 130Cd using RMF and pn-QRPA models
本文采用RMF和pn-QRPA模型计算了偶偶等待点核的基态性质及GT和U1F弱跃迁率，发现形变参数显著影响电子发射率，并揭示了高温低密度下正电子俘获率的重要贡献。
2025-03-03 nucl-th
Neutrino-Nucleus Reactions and Muon Capture in 12C
中微子-核截面和μ子俘获率在一个简单的形式主义，便于原子核结构的计算进行了讨论。相应的计算公式只依赖于目前用于核β衰变的四种核矩阵元。我们还考虑了强子流中速度依赖项引起的非定域效应。我们表明，对于12 C中的两个观测值，高阶相对论修正仅为~5的量级，因此不起重要作用。作为核模型的框架，我们使用的投影QRPA（PQRPA），并表明，在平均场水平上的质子-中子两个准粒子态之间的简并数投影起着至关重要的作用。与实验数据和以前的壳模型计算进行了比较。简要讨论了本研究对确定$ν_μ->ν_e$中微子振荡几率的可能影响。
2005-02-28 nucl-th
Detailed description of exclusive muon capture rates using realistic two-body forces
从国家的普通μ子捕获（OMC）的独家率的状态计算开始，我们评估了一组轻和中等重量的核同位素的总μ子捕获率。我们采用了一种质子-中子准粒子无规相近似（简称pn-QRPA），它使用波恩C-D单玻色子交换势作为真实的核力。特别注意的百分比贡献的总μ子捕获率的特定的低自旋多极化的相应的多极转换求和。所用的核方法提供了分别估计子核的每个可达终态的弱相互作用哈密顿量的极矢量和轴矢量分量的总速率和部分速率的个别贡献的可能性。我们的主要目标之一是提供一个可靠的描述电荷变化跃迁矩阵元进入描述其他类似的半轻子核过程，如带电电流中微子核反应，电子捕获的核，单一的\b{eta}衰变模式，等等，在当前感兴趣的实验室和天体物理应用中，如通过轻子-核相互作用探针检测中微子和中微子核合成，发挥重要作用。这些结果也可以在PSI，Fermilab，JPARC和RCNP的各种正在进行的μ子捕获实验中使用。
2015-06-18 nucl-th
Muon capture rates: Evaluation within the Quasiparticle Random Phase Approximation
准粒子随机相位近似（QRPA）用于评估参与双β衰变的最终核的总μ子捕获率。根据使用的单粒子模型空间的大小，或处理的初始绑定μ子波函数的方法的几个变种。由此产生的捕获率都相当接近。特别是，似乎是最现实的变体，结果与实验值吻合得很好。不需要轴向电流耦合常数$g_A$的经验猝灭。其标准值$g_A$ = 1.27似乎是足够的。
2020-09-01 hep-ph nucl-ex nucl-th
Relativistic Continuum Quasiparticle Random Phase Approximation in Spherical Nuclei
我们计算了周期表中所有球形核的偶极响应强度分布。计算在两个微观模型：离散准粒子无规相近似（QRPA）和准粒子连续RPA，它考虑到耦合的单粒子连续在一个确切的方式。配对相关用BCS模型处理。在计算中，使用了两个密度泛函，即泛函PC-F1和泛函DD-PC 1。两者都是基于相对论点耦合拉格朗日方程。它明确表明，这个模型是能够再现的巨人以及侏儒的偶极共振开壳层核在一个高水平的定量协议与现有的实验观察。
2011-03-11 nucl-th
Axially Deformed Proton-Neutron Relativistic Quasiparticle Finite Amplitude Method for Charge-Exchange Transitions
Frontiers Science Center for Rare isotope, Lanzhou University（兰州大学稀有同位素前沿科学中心）；School of Nuclear Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学核科学与技术学院）；State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院核物理与技术国家重点实验室）；Sino-French Institute of Nuclear Engineering and Technology, Sun Yat-sen University（中山大学中法核工程与技术学院）
本文提出了一种轴向变形的质子-中子相对论准粒子有限幅方法，用于研究电荷交换转变中GT强度的碎片化特征及不同形状配置下的配对效应。
2025-09-02 nucl-th
Many-body approach to superfluid nuclei in axial geometry
从一般的多体费米子哈密顿量出发，导出了超流系统中核子传播子的运动方程。由此产生的EOM是戴森型的Bogoliubov准粒子的基础上制定的。由于在强耦合机制中对该EOM动力学内核的主要贡献包含各种通道中的声子自由度，因此需要一种有效的计算声子特性的方法来成功地模拟这些内核。传统的准粒子无规相近似（QRPA）求解器通常用于原子核结构计算，然而，它们在非球形几何中变得非常困难。在这项工作中，通过将准粒子声子顶点的概念与Bogoliubov的哈密顿量的变化联系起来，我们证明了最近开发的有限振幅方法（FAM）可以有效地用于计算FAM-QRPA内的顶点。为了说明该方法的有效性，基于相对论密度相关的点耦合拉格朗日计算了轴向形变的重和中等质量核中的单核子态。给出并讨论了$^{38}$ Si和$^{250}$ Cf的情形。
2022-04-25 nucl-th
Theoretical study of $ \rm{Nb} $ isotope productions by muon capture reaction on $ {}^{100} \rm{Mo} $
同位素$ {}^{99} \rm{Mo} $是诊断成像所用的$ {}^{99m} \rm{Tc} $的发生器，通过从反应堆中高浓缩铀的裂变碎片中提取来提供。然而，从核扩散的观点来看，全世界都在寻找$ {}^{99} \rm{Mo} $的无反应器生产方法。最近，提出了通过μ子捕获反应生产$ {}^{99} \rm{Mo} $，并且发现$ {}^{100} \rm{Mo} $的约$ 50 \, \% $通过$ {}^{100} \rm{Mo} \left( μ^-, n \right) $反应转化为$ {}^{99} \rm{Mo} $ [arXiv：1908.08166]。然而，μ子捕获反应的详细物理过程还没有完全理解。因此，我们从理论上研究了$ ^{100} \rm{Mo} $的μ子俘获反应。我们用质子-中子QRPA计算了μ子俘获率。在考虑原子的电子分布和核电荷分布的情况下，计算了μ子波函数。用统计模型计算了粒子从子核蒸发的过程。由模型计算可知，约有$ {}^{100} \rm{Mo} $的$ 38 \, \% $通过μ子俘获反应转化为$ {}^{99} \rm{Mo} $，与实验数据符合较好.结果表明，负宇称态，特别是$ 1^- $态在$ {}^{100} \rm{Mo} \left( μ^-, n \right) {}^{99} \rm{Nb} $中起着重要作用。讨论了利用μ子…
2019-11-11 nucl-ex nucl-th
Theoretical description of semi-inclusive T2K, Miner$ν$A and MicroBooNE neutrino-nucleus data in the relativistic plane wave impulse approximation
本文给出了在平面波冲量近似（PWIA）下三种核模型的半包容中微子-核截面的计算结果：相对论性费米气体（RFG）、独立粒子壳模型（IPSM）和自然轨道壳模型（NO）与T2 K的CC 0 $π$测量值的比较，MINER $ν$ A和MicroBooNE合作，其中在最终状态下检测到μ子和至少一个质子。结果作为最终粒子的动量和角度的函数，以及质子和μ子运动学之间的不平衡。分析表明，超出PWIA的贡献是至关重要的解释实验测量和末态质子和μ子运动学之间的相关性的研究可以提供有价值的信息，如费米运动和末态相互作用的相关核效应。
2021-06-08 nucl-th
Muon Capture on the Proton with Heavy-Light Currents
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本研究构建描述μ子-质子电弱相互作用的非相对论拉格朗日量，通过振幅匹配确定领头阶系数及α阶修正，结合EFT费米耦合结果算出μ氢单态、三重态俘获率的精确数值。
2026-08-24 hep-ph nucl-th
Muon capture on 3H
在完全包含末态相互作用的条件下，研究了μ子在~ 3 H上的俘获过程，得到μ子中微子和末态三个中子。用AV 18势和Urbana IX三核子力计算了3 H的三体分裂。我们的结果是基于单核子弱电流算符，包括占主导地位的相对论修正。这项工作是我们对3 He上的μ子捕获的研究的自然延伸，导致3 H或n+d或n+n+p和最终状态的μ子中微子，发表在Phys.Rev.C90，024001（2014）中。
2016-05-18 nucl-th
Study of \b{eta}-Decay, log ft Values and Nuclear Structure Properties of Neutron-rich Ge Nuclei
本文结合RMF模型与pn-QRPA方法研究丰中子Ge同位素的基态及β衰变性质，所得log ft值和半衰期与实验吻合，并为大质量恒星晚期演化模拟提供恒星弱相互作用速率。
2025-03-15 nucl-th
Elements of QED-NRQED Effective Field Theory: I. NLO scattering at leading power
质子半径之谜，即常规氢和μ子氢之间质子电荷半径提取的巨大差异，挑战了我们对质子结构的理解。它也可能是一种新的力的指示，这种力与μ子耦合，但不与电子耦合。使用非相对论量子电动力学（NRQED）的有效场论分析表明，μ子氢的结果可以解释为一个大的，相比一些模型的估计，μ子质子自旋无关的接触相互作用。μ介子氢的结果可以通过μ介子-质子散射实验（MUSE）进行测试，该实验计划在瑞士的Paul Scherrer研究所进行。在这个实验中，μ子的典型动量是μ子质量的量级。在这种能量状态下，μ子是相对论性的，但质子仍然是非相对论性的。μ子和质子之间的相互作用可以用混合QED-NRQED有效场论来描述。我们提出这个有效场论的一些要素。特别地，我们考虑${\cal O}(Zα)$散射功率$m^2/M^2$，其中$m$（$M$）是μ子（质子）质量和$Z=1$质子，和${\cal O}(Z^2α^2)$散射在领先的功率。我们展示了如何前者再现Rosenbluth散射功率$m^2/M^2$和后者的相对论散射的静态电位。在${\cal O}(Z^2α^2)$的质子结构修正将在随后的论文中考虑。
2016-07-08 hep-ph nucl-th
Relativistic recoil as a key to the fine-structure puzzle in muonic $^{90}\text{Zr}$
通过严格处理相对论反冲效应，研究解决了muonic $^{90}$Zr精细结构异常问题，并获得了更精确的电荷半径测量结果。
2025-11-27 nucl-th physics.atom-ph
Non-Perturbative Relativistic Calculation of the Muonic Hydrogen Spectrum
通过精确的、非微扰的数值解，考虑了有限尺寸的库仑力和真空极化，研究了μ子氢2 P ^{F=2}_{3/2}到2S^{F=1}_{1/2}的跃迁.结果与早期的微扰计算（主要）Borie，Martynenko，和Pachucki;和实验结果最近提出的Pohl等人，其中这种比较被解释为需要从电子散射和电子氢分析中获得的质子电荷半径进行修改。我们发现微扰和非微扰计算之间没有显着的差异，并提出我们的结果作为微扰方法的确认。
2011-09-09 hep-ph nucl-ex nucl-th
New model comparison for semi-inclusive charged-current electron and muon neutrino scattering by $^{40}$Ar in the energy range of the MicroBooNE experiment
本文比较了MicroBooNE测量的$^{40}$Ar半包容中微子截面与RDWIA及GENIE中SuSAv2-MEC模型的预测，发现采用复光学势的RDWIA方法能更好地描述实验数据。
2024-01-12 hep-ex nucl-th
Electromagnetic Heavy Lepton Pair Production in Relativistic Heavy-Ion Collisions
计算了超相对论重离子碰撞中产生μ子和τ子对的电磁产生截面。由于μ子和τ子的康普顿波长与碰撞离子的半径相当，因此核形状因子在计算截面中起着重要作用。最近的测量[1]表明中子与质子的分布不同，因此这影响了重轻子对产生的截面。为了观察核中中子分布的影响，我们使用了Wood-Saxon分布的傅里叶变换的解析表达式。截面计算表明，与参数a相比，Wood-Saxon分布函数对参数R更为敏感。
2015-08-27 hep-ph nucl-th
Simultaneous Production of Lepton Pairs at Ultra-peripheral Relativistic Heavy Ion Collisions
同时计算了电子、μ子和τ子对产生的总截面和电磁产生几率。在大型强子对撞机（LHC）中，可用的电磁能量足以相干地产生各种轻子。μ子和τ子的质量很大，所以它们的康普顿波长足够小，可以与碰撞的原子核相互作用。因此，在电磁对产生的计算中包括了实际的核形状因子。截面计算表明，在LHC能区，各种轻子同时产生的几率比RHIC能区显著增加。在实验上，观察这种同时产生可以给我们提供关于强QED的重要信息。
2017-10-09 hep-ph nucl-th
Asymmetric muon-antimuon emission from $Z^0$ decays: a clear magnetometer in relativistic heavy-ion collisions
本文提出 $Z^0$ 衰变为双 μ 子对的过程可作为高能重离子碰撞早期强磁场的清晰信号，该过程高度各向异性且导致 μ 子与反 μ 子横动量分布不对称，且不显著畸变 $Z^0$ 谱函数。
2025-07-16 hep-ex hep-ph nucl-ex
Induced Pseudoscalar Coupling in Muon Capture and Second-Order Corrections
考虑非相对论哈密顿量中1/M中的二阶项，分析了μ子俘获率的超精细效应。结果表明，在平方一阶项占主导地位的情况下，零阶和二阶项的干扰没有显着的影响。提出了非零自旋核俘获μ介子过程中中微子（反冲核）角分布的一般表达式。本文讨论了在主Gamow-Teller矩阵元近似下，与初始介原子取向有关的项对$g_P$的高灵敏度。
1999-03-23 hep-ph nucl-th
Ordinary muon capture on a proton in manifestly Lorentz invariant baryon chiral perturbation theory
普通μ子捕获质子的振幅进行评估，通过前四个订单的扩展参数，在一个明显的洛伦兹不变形式的重子手征微扰理论。为了迫使相对论方法服从与重子手征微扰理论相同的计数规则，我们提出了几种重整化方案，得到了低能常数的物理量表达式。这些计划的优点和缺点进行了讨论，使用μ子捕获结果作为一个例子，以获得洞察力的目的，哪种方案是更可取的实际计算。
2006-08-17 hep-ph nucl-th
Pion and muon production in electron-positron photon plasma
本文研究了温度为$T\ll m_μ, m_π$的相对论电子-正电子-光子等离子体中π介子和μ介子的产生和平衡。我们认为，观察π介子和μ介子可以作为一种诊断工具，在研究这种等离子体的初始性质形成的强激光场。反之，μ介子和π介子在热环境中的性质也可以进行精确的实验研究。
2008-05-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Investigation of Nuclear Structure and $β$-decay Properties of As Isotopes
本研究结合RMF模型与pnQRPA模型，计算了67-80号砷同位素的核基态性质与β衰变相关性质，验证了结果的合理性，并分析了恒星环境下的反应速率差异，可为大质量恒星晚期演化模拟提供参考。
2024-10-10 astro-ph.SR nucl-th
On the influence of Maxwell--Chern--Simons electrodynamics in nuclear fusion involving electronic and muonic molecules
本文定量研究了 Maxwell--Chern--Simons 电动力学对电子分子和μ子分子核聚变概率的影响，数值计算表明该势虽未显著提升μ子分子的聚变率，却对电子分子产生了意外改善。
2022-08-27 nucl-th physics.atom-ph
Nuclear model effects in Charged Current neutrino--nucleus quasielastic scattering
用相对论壳层模型研究了中微子能量在200 MeV ~ 1 GeV之间的μ子中微子在氧16上的准弹性散射。最终状态的相互作用包括在扭曲的波脉冲近似，通过相对论光学势，有和没有虚部，和相对论平均场势。为了与实验数据进行比较，还介绍并简要讨论了在洛斯阿拉莫斯LSND实验的运动学条件下$ν_μ$- $^{12}C$散射的带电电流准弹性截面。
2003-09-03 hep-ph nucl-th
Testing Parity with Atomic Radiative Capture of $μ^-$
下一代“强度前沿”设施将使$μ^-$的次相对论性光束强度显著增加。我们表明，使用这些光束结合薄目标的$Z\sim 30$元素开辟了测试宇称违反相互作用的μ子与原子核通过直接辐射捕获μ子到原子2S轨道的可能性。由于原子俘获保留了纵向μ子极化，测量单光子$2S_{1/2}$ - $1S_{1/2}$跃迁中的γ射线角不对称性将提供宇称的直接检验。我们计算的原子辐射捕获的概率考虑到有限的大小的核，表明这一过程可以占主导地位，通常的μ子原子级联，和尚未观察到的单光子$2S_{1/2}$ - $1S_{1/2}$跃迁μ子原子可以检测到以这种方式使用当前的μ子设施。
2012-05-30 hep-ex hep-ph nucl-ex
