Experiments in Fundamental Neutron Physics
使用慢中子的实验解决了越来越多的科学问题,涵盖核物理学,粒子物理学,天体物理学和宇宙学。在过去的二十年里,使用中子的基础物理学领域的活动显著增加。本文综述了该领域的一些最新进展,并概述了未来研究的一些前景。
2006-12-20 hep-ex nucl-ex
Impact of spin-orbit currents on the electroweak skin of neutron-rich nuclei
背景资料:中子半径的测量为核密度泛函的等矢量部分提供了重要的约束,并在原子宇称破坏、重离子碰撞和中子星结构等不同领域提供了重要的指导。目的:评估自旋轨道电流对各种原子核的电磁半径和弱电荷半径的影响。特别强调的是放在实验上可访问的电弱皮肤,定义为弱电荷和电磁电荷半径之间的差异。研究方法:两个精确校准的相对论平均场模型被用来计算质子,中子,电荷和弱电荷半径的各种核。结果如下:我们发现,自旋轨道的贡献轻丰中子核,如22 O和48 Ca的电弱皮肤,是显着的,并导致电弱皮肤的大小相对于中子皮的大幅增加。结论:考虑到自旋-轨道对核的电荷和弱电荷半径的贡献通常与目前或预期的实验误差条一样大,未来的计算必须在计算电弱形状因子时纳入自旋-轨道电流。
2012-08-10 nucl-ex nucl-th
QCD and nuclear physics. How to explain the coincidence between the action radius of nuclear forces and the characteristic scale of the neutron-neutron electrostatic interaction?
本文试图在QCD框架下解释$\sim 1÷3$ fm处中子-中子强相互作用与静电相互作用形状的相似性。
2015-12-03 hep-ph nucl-ex nucl-th
Experimental evidence of a natural parity state in $^{26}$Mg and its impact to the production of neutrons for the s process
通过$^{22}$ Ne($^{6}$ Li,d)$^{26}$ Mg反应研究了$^{26}$ Mg中的自然宇称态.我们的方法显着提高了以前的实验的能量分辨率,因此,我们报告的观察自然宇称态$^{26}$镁。根据已发表的$γ$射线衰变实验,提出了可能的自旋宇称分配。$^{22}$ Ne($α$,$γ$)$^{26}$ Mg反应的恒星速率降低,并可能导致通过$^{22}$ Ne($α$,n)$^{25}$ Mg反应产生的s过程中子增加。
2007-09-12 nucl-ex
Impact of $^7$Be breakup on $^7$Li(p,n) Neutron Spectrum
$^7$ Li(p,n)中连续中子分布的形成是由于$^7$ Be分裂能级与反应终态的耦合。通过测量质子能量为21 MeV时$^7$ Li(p,n)与$^7$ Be $^*$反应中$^7$ Be连续破裂和共振破裂的双微分截面,估算了$^7$ Li(p,n)反应产生的连续中子能谱.确定了$^7$ Be的连续态和$5/2^-$、$7/2^-$态对分裂的贡献。通过CDCC-CRC计算再现了测量的双微分截面。用蒙特卡罗方法将截面投影到中子能谱上,并用实验测量的$^3$ He门控中子能谱进行验证。由McNaughton测量的20 MeV入射质子能量下的$^7$ Li(p,n)中子谱。等人已经通过调整反应的估计模型参数来再现。
2021-08-03 nucl-ex nucl-th
Tensor force impact on shell evolution in neutron-rich Si and Ni isotopes
该研究在 Skyrme Hartree-Fock 框架下考察张量力,发现其可改善丰中子硅、镍同位素单粒子态劈裂描述并减弱配对关联,同时揭示同位旋矢量张量力的重要作用。
2024-01-21 nucl-ex nucl-th
GW190814: Impact of a 2.6 solar mass neutron star on nucleonic equations of state
GW 190814的次级成分是双致密天体系统中发现的最轻的黑洞还是最重的中子星[R. Abbott等人,ApJ Lett.,896,L44(2020)]?这是这封信的核心问题。协变密度泛函理论提供了一个独特的框架来研究有限核和中子星的性质,同时在所有密度下都能强制执行因果关系。通过调整现有的能量密度泛函,我们能够:(a)占2.6 Msun中子星,(b)满足原来的约束的潮汐变形的1.4 Msun中子星,(c)再现有限核的基态性质。然而,对于在这项工作中探索的模型类,我们发现,硬化的状态方程所需的支持超大质量中子星是不一致的,无论是从高能重离子碰撞或从中等质量的恒星的低变形能力得到的约束。因此,我们推测,最大中子星质量不可能显着高于现有的观测极限和2.6 Msun紧凑的对象很可能是最轻的黑洞被发现。
2020-07-07 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Neutron-proton effective mass splitting in neutron-rich matter and its impacts on nuclear reactions
丰中子核物质中的中子-质子有效质量分裂反映了等矢量核相互作用的时空非定域性。它影响宇宙早期演化过程中的中子/质子比、质子中子星的冷却、稀有同位素的结构和重离子碰撞的动力学。虽然对于中子-质子有效质量分裂是负的、零的还是正的,以及它如何依赖于介质的密度和同位旋不对称性仍然没有达成共识,但近年来在解决这些问题方面取得了重大进展。我们首先回顾了中子-质子有效质量分裂、等矢势的动量依赖性和对称能的密度依赖性之间的联系。然后,我们对用各种核多体理论计算中子-质子有效质量分裂的进展及其对介质中核子-核子截面的同位旋依赖性的影响作了一些观察。也许,我们迄今为止关于核物质饱和密度下中子-质子有效质量分裂的最可靠的知识来自于对过去50年积累的大量核子-核散射数据的光学模型分析。从这些分析的对称势的动量依赖性提供了一个有用的边界条件,在饱和密度校准核多体计算。基于输运模型的模拟,重离子碰撞中的几个观测量已被确定为稠密丰中子物质中中子-质子有效质量分裂的敏感探针。我们回顾这些观测和评论的最新实验结果。
2015-04-13 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Assessing the impact of valence sd neutrons and protons on fusion
将$^{17}$ F + $^{12}$ C的实验势垒以上熔合截面与碳靶上$^{16,18}$ O、$^{19}$ F和$^{20}$ Ne离子的熔合激发函数进行比较。在比较不同的系统中,入射离子的不同静态尺寸和熔合势垒的变化都是通过检查减少的熔合横截面来考虑的。观察到反应sd质子和中子敏感相互作用的势垒以上聚变截面的剩余趋势。实验数据也进行了比较,广泛使用的近势垒融合的分析模型,以及随时间变化的Hartree-Fock模型。这两种模式都未能描述观察到的趋势。
2021-03-03 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
UCN, the ultracold neutron source -- neutrons for particle physics
超冷中子为中子性质的研究提供了一个独特的工具。概述了PSI的超冷中子(UCN)源,它产生了最高的UCN强度的基础物理实验,利用高强度的质子束结合固体氘在5 K的温度下的高UCN产率。我们简要地列出了重要的基础物理结果的基础上测量中子在PSI。
2021-06-06 nucl-ex physics.ins-det
Critical Density and Impact of $Δ(1232)$ Resonance Formation in Neutron Stars
在扩展的非线性相对论平均场(RMF)模型下研究了中子星中形成\D共振的临界密度和影响。形成四种不同电荷态的\D的临界密度被发现不同地依赖于核对称能量的单独的动力学和潜在的部分,第一个例子的中子星的微物理性质这样做。此外,它们对介质中δ质量$m_Δ$和完全未知的$Δ$偶联强度$g_{ρΔ}$敏感。在重子-介子耦合的普适方案中,假定$Δ$ -介子和核子-介子耦合常数相同,使用RMF模型参数,发现第一个$Δ^-(1232)$出现的临界密度为\rc = $(2.08\pm0.02)ρ_0$,该模型参数与当前对通常用于表征同位旋非对称核物质(ANM)状态方程(EoS)的所有七个宏观参数的约束一致在饱和密度$ρ_0$。此外,中子星的组成和质量半径关系被发现显着依赖于$g_{ρΔ}$和$m_Δ$的值。
2015-06-22 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Impact of Triaxiality on the Emission and Absorption of Neutrons and Gamma Rays in Heavy Nuclei
对于许多自旋为0的靶核,中子俘获测量产生关于中子分离能处的能级密度的信息。此外,平均光子宽度已确定从捕获数据以及麦克斯韦平均截面的能量范围内的未解决的共振。因此,它是具有挑战性的使用这个数据集的现象学处方的辐射过程的预测测试。各自计算的一个重要组成部分是光子强度函数的参数化,提出了使用一个适合巨偶极共振形状的基础上,理论上确定的基态变形,包括三轴。偏离球面和轴对称也影响水平密度,建议使用一个组合参数化,水平密度和光子强度。给出的公式很好地描述了72 <A <244的124个核的低自旋俘获数据,当考虑到有关核的基态形状的预定信息时,只需要调整很少的全局参数。
2014-01-05 nucl-ex
Impact of NICER's Radius Measurement of PSR J0740+6620 on Nuclear Symmetry Energy at Suprasaturation Densities
通过在三维参数空间中直接反演超浓丰中子核物质物态方程的几个中子星观测量,我们证明了中子星内部成分探测器(NICER)的质量为$2.08\pm 0.07~M_{\odot}$的PSR J 0740 +6620的半径下限最近的观测在$(1.0\sim 3.0)$乘以饱和密度的密度范围内,为核对称能设定了一个比以前已知的更严格的下限核物质的$ρ_0$。在中子星的这个密度区域中,导致质子极化子形成的超软对称能显然不受迄今为止可靠观测到的最大质量的中子星的第一次半径测量的影响。
2021-08-17 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Fundamental Neutron Physics Beamline at the Spallation Neutron Source at ORNL
我们描述的基本中子物理束线(FnPB)设施位于美国橡树岭国家实验室的Sputterus中子源。FnPB的设计目的是使用脉冲慢中子束进行实验,研究核物理学、粒子物理学、天体物理学和宇宙学中的科学问题。我们提出了一个详细的描述的设计理念,光束线组件,并测量多色和单色光束的通量。
2014-08-04 nucl-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Precision Mass Measurements of 129-131Cd and Their Impact on Stellar Nucleosynthesis via the Rapid Neutron Capture Process
用ISOLDE/CERN的潘宁阱能谱仪ISOLTRAP测量了经典等待点核素~(130)Cd附近的质量。我们发现一个显着的偏差超过400千电子伏,从早期的值使用核β衰变数据进行评估。新的测量显示N = 82的壳层间隙在双魔132 Sn以下减小。核合成与喷射风II型超新星,以及从紧凑的对象二进制合并的研究,通过使用国家的最先进的流体动力学模拟。我们发现,新测量的质量对A = 128 - 132区域的丰度计算值有一致和直接的影响,并减少了精确质量输入数据的不确定性。
2015-12-17 nucl-ex
Assessing the impact of uniform rotation on the structure of neutron stars
本研究探讨均匀旋转对中子星最大质量与半径的影响,并分析其对状态方程硬度的启示,以解释低质量间隙附近的大质量致密天体。
2024-11-05 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Comments to "Comparison of two experiments on radiative neutron decay" by R.U.Khafizov et al., published in Physics of Atomic Nuclei
对R.U.Khafizov等人的文章“两个辐射中子衰变实验的比较”的一些评论和意见,发表在Physics of Atomic Nuclei上。
2010-06-22 nucl-ex
Mass measurements of very neutron-deficient Mo and Tc isotopes and their impact on rp process nucleosynthesis
用潘宁阱质谱仪SHIPTRAP测量了N=Z+1核素85-Mo和87-Tc等10种丰质子核素的质量。与2003年的原子质量评估相比,观测到质量表面的系统性位移高达1.6 MeV,导致天体物理X射线爆发灰烬的丰度发生显着变化。令人惊讶的低α-分离能量的中子缺乏Mo和Tc被发现,使得在RP过程中可能形成ZrNb循环。这样的循环将对在rp过程中合成超过Nb的元素施加温度上限。
2011-03-28 nucl-ex
Impact of ab initio E1 strength on neutron capture rates along the nickel isotopic chain
Facility for Rare Isotope Beams, Michigan State University(稀有同位素束设施,密歇根州立大学);Physics Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室物理部);Department of Physics, Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学物理系)
该研究采用从头算方法计算镍同位素链的E1强度,发现其随中子数增长,纳入反应代码TALYS后可显著提升3至10 GK下形成$^{68-78}$Ni的中子俘获率,为核合成模拟提供了关键的理论输入。
2026-10-12 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Evidence against a strong first-order phase transition in neutron star cores: impact of new data
利用新观测数据(如PSR J0952-0607)推断中子星状态方程,贝叶斯因子评估表明核心低声速证据不足,仅支持弱一级相变,反对强一级相变。
2023-11-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Nuclear Physics of Neutron Stars
我们探索中子星独特而迷人的结构。虽然中子星在物理学的许多领域都很有趣,但我们的目标是在核物理和天体物理之间提供一座智力桥梁。我们反对把中子星看作是一个由密度巨大的中子组成的均匀集合体的天真看法。相反,通过关注推测存在于中子星中的许多奇异相,我们展示了现实是如何不同的,而且更有趣。
2013-11-27 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Impact of Reactor Neutron Spectrum on Measured Spectrum Averaged Cross Sections
本研究通过计算与多种高能阈反应实验比较轻水堆不同有效水层厚度位置的实际中子能谱,量化光核反应干扰,并指出相关评价数据库对197Au(γ,n)阈值附近截面及γ产额的低估。
2023-06-05 nucl-ex
The Nuclear Physics of Neutron Stars
中子星-质量与太阳相似但半径与城市大小相当的致密物体-包含宇宙中物质的致密形式,可以在地面实验室以及地面和空间观测站进行探测。中子星并合产生的引力波的历史性发现开启了多信使天文学的崭新时代,并将中子星推向了天体物理学、广义相对论、核物理学和粒子物理学等学科的中心。研究中子星结构所需的主要输入是其组成部分对抗引力坍缩所产生的压力支撑。这些元素包括中子、质子、电子,甚至可能还有更奇特的成分。因此,核物理在阐明中子星迷人的结构、动力学和组成方面发挥着突出的作用。
2022-10-04 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Impact of the neutron star crust on the tidal polarizability
双中子星合并的首次发现开启了多信使天文学的崭新时代。这一历史性的探测有助于限制中子星的潮汐极化率。反过来,潮汐极化率被用来对恒星半径施加限制,并最终对状态方程(EOS)施加限制。潮汐极化率对第二潮汐Love数k2也很敏感。这是这项工作的主要目的是进行详细的研究k2,对于一个给定的紧凑性参数,编码的整个灵敏度的潮汐极化状态方程。特别是,我们研究的作用,地壳成分的EOS发挥在确定K2。一组现实的模型的状态方程,产生一个精确的描述有限的核和支持中子星的两个太阳质量的属性。考虑到潮汐极化率的尺度为致密性参数的五次方,潮汐极化率和致密性参数之间存在一种普遍的关系,这种关系对底层的状态方程高度不敏感。因此,除了提取潮汐极化率外,还需要测量单个恒星的质量,以影响质量-半径关系。然而,我们观察到一个强烈的敏感性k2的EOS,特别是从内地壳的贡献。虽然潮汐极化率本身不能有助于确定的质量-半径关系,未来的探测的双中子星合并准备提供显着的约束的潮汐极化率和质量的单个恒星,从而最终的质量-半径关系。然而,次级校正潮汐极化率编码在第二个爱数k2,它显示了一个大的敏感性,整个(地壳加核心)EOS。
2018-12-24 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Constraining the density dependence of nuclear symmetry energy with heavy-ion reactions and its astrophysical impact
最近对重离子反应中的几种同位旋效应的分析使我们能够将核对称能在亚饱和密度下的密度依赖性限制在一个很窄的范围内。结合对相对论重离子碰撞中椭圆流分析得到的对称核物质物态方程的约束条件,丰中子核物质物态方程得到了部分约束.本文报道丰中子核物质部分约束状态方程对(快速)旋转中子星的质量半径关联、转动惯量、椭圆形变和引力辐射的影响。
2008-06-14 astro-ph nucl-ex nucl-th
Neutron physics in the early 1930s
曙光中子物理学比人们想象的要复杂得多。中子由一个质子和一个电子组成的可能性在发现中子后被广泛地考虑了。此外,铍辐射的成分一直不确定,直到人们意识到铍辐射既包括中子又包括伽马射线。中子与物质和原子核的相互作用很快就被研究了。空间对称性、电荷对称性和核反应对称性很快就出现了。此外,还评述了负β衰变与核中中子丰度的关系。α粒子引发的正β放射性最终被宣布,这在几周前就已经被预测到了。不久之后,加速的氘核和质子被发现能有效地诱导放射性。罗马的物理研究所准备开始研究中子,但显然它最初只计划通过α诱导的放射性。如果是这样的话,那么国外实验室取得的一些新结果最终将费米转化为中子就似乎是合理的。费米的发现中子感生的放射性审查方面的调查,然后电流,再次显示简单的费米的方式做物理学的一个独特的特点。
2005-10-06 nucl-ex physics.gen-ph physics.hist-ph