Fission fragment distributions and their impact on the r-process nucleosynthesis in neutron star mergers
中子星（NS）合并喷出物提供了一个可行的网站，为生产重r过程元素与核质量数A >140。裂变再循环的关键作用是这个网站对许多天体物理学不确定性的鲁棒性。在这里，我们介绍了新的改进，我们的分裂点模型，称为SPY，推导出的裂变碎片分布的所有富中子裂变核的相关r-过程计算。这些改进包括断裂距离的现象学修改和分布的平滑过程。这样的修正导致更好的协议与实验裂变产额。这些产率还用于根据不同的中子蒸发模型估计受激碎片发射的中子数。我们的新裂变产额进行了广泛的比较，预测所谓的全球环境基金模型。本文还重新分析了裂变对双中子并合中r过程核合成的影响。考虑了两种情况，第一种情况具有低的初始电子分数，受到强烈的裂变再循环，而第二种情况，其中包括弱相互作用的核子。核图表的各个区域负责在中子辐照期间以及冻结后的裂变再循环进行了讨论。裂变过程的贡献可能有最终的丰度分布也详细研究了新定义的定量指标，描述裂变回收，裂变种子和裂变祖。特别是，这些使我们能够估计裂变对特定重核最终丰度分布的贡献。SPY和全球环境基金裂变碎片分布的计算结果进行了比较的r-过程的情况。
2021-02-06 nucl-th
Neutron injection during primordial nucleosynthesis alleviates the primordial 7Li problem
我们提出了一个参数化的研究自由热中子注入对原始核合成的影响，其中注入的速率和时间尺度是不同的。这种通用的方法被发现产生一个成功的解决方案，减少7Li丰度，而不会造成重大问题，其他元素的丰度。我们的分析表明，强子注入，可能是由于衰变或湮灭的暗物质粒子的质量约为1至30 GeV，提供了一个可能的解决方案，在标准大爆炸模型的一个突出问题。
2012-08-02 astro-ph.CO nucl-th
r-Process Nucleosynthesis in Hot Accretion Disk Flows from Black Hole - Neutron Star Mergers
我们考虑热吸积盘流出黑洞-中子星合并的背景下，他们产生的核合成。我们从一个黑洞-中子星合并的三维数值模型出发，计算了从合并产生的吸积盘中发射出的中微子和反中微子通量。然后，我们按照元素合成的材料流出磁盘沿参数化的轨迹。我们发现，至少产生一个弱r-过程，在某些情况下，以及一个主r-过程。产生r-过程核所需的富中子条件直接来自于圆盘发射的中微子与流出物中的自由中子和质子的相互作用。
2008-06-25 astro-ph nucl-th
Recent Progress in Understanding Nucleosynthesis via Rapid Neutron Capture
我讨论了最近的进展，在我们的理解核合成通过快速中子捕获，r-过程，早期太阳系的陨石数据和低金属丰度恒星的观测为基础。目前，所有的数据都要求有两种不同的r过程事件，并建议超新星与这些事件有关。r过程中超新星来源的多样性可能取决于单个超新星中是否形成了中子星或黑洞。如果这种依赖性被这里讨论的未来观察所证实，那么它将对核物质的性质产生重要影响。
2000-08-01 astro-ph nucl-th
Impact of new data for neutron-rich heavy nuclei on theoretical models for $r$-process nucleosynthesis
目前的模式为$r$过程进行了总结，强调从核物理测量和天文观测的关键约束。特别是，我们分析了核物理输入的重要性，如β衰变率、核质量、中子俘获截面、β缓发中子发射、自发裂变概率、β和中子诱发裂变、裂变碎片质量分布;中微子诱导的反应截面等，我们强调模型的影响$r$过程核合成新测量的$β$衰变半衰期，质量和光谱学的富中子核附近的$r$过程的路径。我们概述了r过程核合成的中微子驱动风以上的原中子星在核心坍缩超新星随着磁流体动力学喷流的可能性旋转超新星爆炸模型。我们还考虑了中子星合并作为r过程环境的可能性。新测量的核性质远离稳定性的一个关键结果是封闭中子壳附近富中子同位素的壳猝灭程度。这导致对$r$ -过程核合成的位点的重要限制，其中冻结发生在快速的时间尺度上。
2016-10-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neutron Lifetime Anomaly and Big Bang Nucleosynthesis
该研究利用PRyMordial程序包计算不同中子寿命下氦-4与氘的大爆炸核合成丰度，对比了NACRE II和PRIMAT两套核反应率的结果，为中子寿命反常问题提供核合成层面的研究参考。
2023-10-19 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Fission and the r-process nucleosynthesis of translead nuclei in neutron star mergers
我们研究了中子星合并中r-过程核合成过程中裂变对超铅核的产生和破坏的影响。使用三套恒星反应速率，其中之一是基于微观和一致的计算核质量，裂变势垒和集体惯性，获得不同的喷出物条件下的abbendum模式和核能生产率。我们表明，裂变材料在r过程中的积累可以强烈影响后的r过程冻结的自由中子丰度。这会对经历$α$衰变或自发裂变的重核丰度产生重大影响，影响喷出物在与千诺瓦发射相关的时间尺度上产生的放射性能量。
2020-10-09 astro-ph.HE nucl-th
The unreasonable weakness of r-process cosmic rays in the neutron-star-merger nucleosynthesis scenario
结合观测到的r过程元素的宇宙射线和中子星合并喷出物的速度远高于超新星喷出物的速度这一事实，我们得出了一个强有力的结论，或者（1）在中子星合并喷出物中的反向激波是一个非常低效的加速器，它将不到0.003%的喷出物动能转化为宇宙射线能量，或者（2）中子星合并不是银河r过程元素的起源。我们还发现，对于观测到的比铁轻的宇宙射线，超新星喷出物的反向激波，加速效率应小于0.1%。
2016-08-31 astro-ph.HE nucl-th
Astrophysical neutron capture rates in s- and r-process nucleosynthesis
测量和计算了轻核和重核的天体物理中子俘获率。在3.75 MV Karlsruhe Van de Graaff加速器上应用活化技术进行测量，在Geel电子直线加速器（GELINA）上使用飞行时间（TOF）方法。使用直接和复合核俘获模型进行计算。
1997-06-05 nucl-ex nucl-th
Nucleosynthesis in neutron-rich ejecta from quark-novae
我们探索了中子星表面减压喷出物中快速中子俘获（r-过程）的重元素核合成。减压是由一个剧烈的相变到奇异夸克物质（夸克-新星方案）触发的。在减压喷出物中存在富含中子的大Z核（40，95）<（Z，A）<（70，177）、大的中子-籽晶比和低的电子分数Ye ~ 0.03，这些都为r-过程提供了有利条件。我们进行了适应夸克新星条件的网络计算，并且模拟了最初冷减压阶段通常的（n-伽马）平衡r-过程计算。在低于中子滴（4.10^11 g cm-3）的密度下，它们与动力学r过程计算相匹配。我们目前的结果最终元素丰度分布加热和不加热的核反应，并比较太阳的r-过程元素的丰度模式。我们强调夸克新星的显着特点，通过对比它与传统的核合成网站，如II型超新星和中子星合并，特别是在重元素组成的背景下，极端缺乏金属的恒星。
2007-08-20 astro-ph nucl-th
$β$-delayed fission in $r$-process nucleosynthesis
本文采用准粒子无规相位近似加Hauser-Feshbach（QRPA+HF）方法计算了重丰中子核的$β$缓发中子发射和$β$缓发裂变。从$β$ -衰变后的复合核的初始布居，我们考虑到中子、$γ$ -射线和裂变之间的竞争，遵循统计衰变。我们发现了一个区域的核素，其中$β$延迟裂变的概率是$\sim100$ %，这可能会阻止超重元素的生产在自然界中。对于中子滴线附近的一个核子集，中子多重性和裂变概率都很大，导致多机会$β$ -延迟裂变的有趣的可能性，一种新的衰变模式，极端丰中子重核。在这种新的衰变模式中，$β$ -衰变之后可以是多个中子发射，导致随后的子代，每个子代具有裂变的概率。我们探讨的影响$β$ -延迟裂变的快速中子捕获过程（$r$ -过程）核合成的潮汐喷出物的中子星-中子星合并，并表明它是一个关键的裂变通道，形状附近的第二个$r$ -过程峰值的最终丰度。
2018-02-12 astro-ph.SR nucl-th
Astrophysical Models of r-Process Nucleosynthesis: An Update
本文介绍了通过快速中子俘获进行核合成的天体物理模型的最新进展。在超新星氦壳层中，中微子引发的r过程的金属丰度可能高达太阳值的10^-3倍。另一个r过程源，可能是中子星合并，需要更高的金属丰度。
2012-01-24 astro-ph.SR nucl-th
Comment on N. Rijal et al. "Measurement of d + 7Be Cross Sections for Big-Bang Nucleosynthesis"
Rijal等人在他们最近的出版物[Phys. Rev. Lett { \bf 122}，182701（2019），arXiv：1808.07893]中，关于“大爆炸核合成（BBN）的d + $^7$ Be截面的测量"，歪曲了他们的结果，他们歪曲了Parker（72）和Caughlan和Fowler（88）以前的工作，并且很可能与过去几十年建立的BBN理论相矛盾。这篇评论旨在纠正这些错误陈述，并严格审查他们对BBN的说法。
2019-08-18 astro-ph.CO nucl-ex nucl-th
Nucleosynthesis in the Ejecta of Neutron Star Mergers
金、铂或铀等重元素是在r过程中产生的，该过程需要富中子和爆炸性环境。中子星合并是r-过程位置的一个有希望的候选者。他们表现出三种不同的渠道，满足这些条件的物质喷射：由于潮汐扭矩，中微子驱动的风和蒸发物质的吸积盘的动态喷出物。本文首次研究了中子星与超大质量中子星合并产生的中微子驱动风的综合核合成。从最近的流体动力学模拟的轨迹分为四个不同的角度区域和后处理的反应网络。我们发现电子分数在$Y_e \approx 0.1 - 0.4$附近变化，但其分布对于每个喷射角都不同。因此，风喷出物不经历一个强大的r-过程，而是拥有不同的核合成产量取决于角度范围。与动态喷出物相比，少量的富中子物质被释放，但中微子驱动风中的$A \lesssim 130$产生较轻的重元素可以补充动态喷出物的强r过程。
2015-09-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Sensitivity studies for r-process nucleosynthesis in three astrophysical scenarios
在快速中子俘获或r-过程核合成中，重元素通过一系列中子俘获和β衰变积累，其中涉及数千个远离稳定的原子核。虽然我们了解了r过程如何进行的基本原理，但它的天体物理学位置仍然不确定。我们用来测试潜在天体物理场景的核网络模拟需要核物理数据（质量、β衰变寿命、中子俘获率、裂变概率），这些数据涵盖了从稳定谷到中子滴线的所有核，这些核位于核图表的富中子一侧。在这里，我们讨论最近的敏感性研究，旨在确定哪些个别的核数据是最重要的r-过程计算。我们考虑三种类型的天体物理学的情况：一个传统的热r-过程，一个冷r-过程中的温度和密度迅速下降，和一个中子星合并轨迹。
2013-08-31 nucl-ex nucl-th
New Nuclear Reaction Flow during r-Process Nucleosynthesis in Supernovae: Critical Role of Light Neutron-Rich Nuclei
我们研究了轻丰中子核在超新星r过程核合成中的作用。以往对r过程的研究主要集中在重不稳定核的反应流上。虽然核反应网络包括几千个重核，但在这些研究中仅使用了通过稳定线附近的轻质量核的有限反应流。然而，在中微子驱动风中r过程的可行方案中，初始条件是由中子，质子和电子-正电子对组成的高熵热等离子体经历强烈的中微子通量。在这样的环境中，轻质量核和重核在种子核和r-过程元素的产生中将发挥重要作用。因此，我们已经扩展了我们的全隐式核反应网络，使其包括Z $ \leq 10$的中子滴线以下的所有核，以及Z $ \geq 10$的更大网络。在目前的核合成研究中，我们利用大规模SNeII爆炸的风模型来研究这个扩展网络的影响。我们发现，一个新的核反应流路打开在非常轻的中子丰富的区域。这种新的核反应流可以改变最终的重元素丰度多达一个数量级。
2001-07-19 astro-ph nucl-th
Propagation of Statistical Uncertainties of Skyrme Mass Models to Simulations of $r$-Process Nucleosynthesis
核模型的不确定性对旨在通过核合成的快速中子俘获过程（$r$过程）理解宇宙中重元素起源的模拟有着重大影响。在核密度泛函理论的框架内，我们使用贝叶斯统计分析的结果来传播的能量密度泛函的参数的不确定性预测的$r$过程的丰度模式，不仅通过核质量，但也通过质量的影响$β$ -衰变和中子俘获率。此外，我们作出的第一个识别的具体参数Skyrme的能量密度泛函与特定方面的$r$过程丰度模式。虽然以前的研究已经探讨了减少的丰度模式的不确定性，由于预期的新测量的丰中子核，在这里，我们指出，一个更大的减少将发生时，这些新的测量是用来减少模型预测的质量，然后通过传播到丰度模式的不确定性。我们做了一个定量的预测，这个减少将有多大。
2019-01-29 nucl-th
Precision Calculation of n+p->d+gamma Cross Section for Big-Bang Nucleosynthesis
本文给出了n+p->d+ γ截面的有效场论计算，当质心能量E达到~1 MeV时，计算精度可达1%。在这些能量，这是相关的大爆炸核合成，等矢量磁跃迁M1和等矢量电跃迁E1给占主导地位的贡献。M1的振幅计算到下一个到下一个到领先的顺序（NNLO）和相关的四核子单光子运营商的贡献是从冷中子捕获率确定的。E1振幅的计算值最大为NNNNLO。从相关的氘核光致衰变反应γ +d->n+ p确定了四核子单光子算符对E1的贡献。
1999-12-21 astro-ph nucl-th
Propagation of Hauser-Feshbach uncertainty estimates to r-process nucleosynthesis: Benchmark of statistical property models for neutron rich nuclei far from stability
对中子星合并事件GW 170817的多信使观测重新激发了关于大质量元素通过r过程核合成的天体物理起源的争论。这种研究的一个关键方面是以一种有意义的方式将天文观测与理论核合成产量进行比较。为了进行真实的核合成计算，理解微观物理细节（如核反应速率）的不确定性与理解天体物理环境建模中的不确定性一样重要。我们提出了一个调查的中子俘获率计算的不确定性远离稳定使用豪泽-Feshbach模型。我们提供了一个定量测量的计算的可靠性时，我们外推模型的统计性质的核在r-过程网络。我们选择了几个适合于中子俘获的能级密度和γ射线强度模型，并用它们来计算网络中每个核的反应速率。我们观察统计特性如何影响理论反应速率。然后用蒙特卡罗技术对速率进行采样，并用于网络计算，以绘制可能的r-过程丰度的范围。结果表明，计算之间的中子捕获率可以变化几个数量级。现象学模型提供比半微观更平滑的结果。然而，它们不能再现原子核结构的变化，如壳的闭合。虽然半微观模型预测原子核结构效应远离稳定性，但尚不清楚这些结果在定量上是否准确。不确定性对r-过程产率的影响大到足以阻碍观测和计算之间的比较。发展更好的微观模型的伽马强度和能级密度的进展是迫切需要提高r-过程模型的保真度。
2020-10-04 astro-ph.SR nucl-th
Neutrino-induced neutron spallation and supernova r-process nucleosynthesis
为了探索中微子辐照对超新星r过程核合成的影响，我们计算了荷电和中性流中微子在丰中子重核上的反应速率，并估算了由此产生的中微子辐射的平均中子数。我们的研究结果表明，充电电流$ν_e$捕获可以是重要的突破等待点核在N=50和82，同时仍然允许形成丰度峰。此外，在r-过程冻结后，似乎有独特的中性电流和充电电流后处理效果。从观测到的太阳r-过程丰度分布中减去中微子后处理效应表明，A=124-126和183-187这两个质量区域对中微子后处理效应非常敏感。这对控制r-过程的冻结半径和动态时标施加了非常严格的限制。此外，我们发现，这些质量窗口内的丰度模式是完全一致的中微子相互作用的合成。这提供了一个强有力的论据，r-过程必须发生在核心坍缩超新星提供的强烈中微子流中。
1996-11-05 astro-ph nucl-th
R-Process Nucleosynthesis In Neutrino-Driven Winds From A Typical Neutron Star With M = 1.4 Msun
研究了中微子驱动风中的外边界条件对r过程核合成的影响。我们对中微子驱动风的流体动力学和r过程的核反应网络计算进行了数值模拟。作为流体动力计算的外边界条件，我们在风的最外层设置了一个压力，它正接近激波壁。通过改变边界压力，我们得到了在中微子驱动风中膨胀物质的各种渐近热温度。我们发现，比中微子驱动风研究中所用的温度稍低的渐近温度可以导致成功的r-过程丰度模式，即使对于典型的原中子星质量为Mns ~ 1.4 Msun的中子星，这种模式也与太阳系的r-过程丰度模式有合理的一致性.稍低的渐近温度降低带电粒子反应速率和所得到的种子元素的量，并导致高的中子-种子比成功的r-过程。这是一个新的想法，它不同于以往的模型的中微子驱动的风从非常大的质量（Mns ~ 2.0 Msun）和紧凑的（Rns ~ 10 km）中子星，以获得一个成功的r-过程丰度图案短的膨胀时间和高的熵。虽然这样大的质量有时会受到中子星质量的观测事实的批评，我们通过重新考虑风的边界条件来消除这种批评。我们还探讨了边界条件与中子星质量之间的关系，中子星质量与中子星的前身质量有关。
2002-06-18 astro-ph nucl-th
Modified big bang nucleosynthesis with non-standard neutron sources
在大爆炸核合成过程中，在形成$^7$ Be的时间附近，即在$T \simeq 50$ ~keV的温度下，任何额外中子的注入都可以减少预测的$^7$ Be + $^7$ Li的冻结量，否则它与从Pop II恒星的观测中推断出的Spite平台值存在尖锐矛盾。然而，对原始D/H确定的信心不断增加，对任何这种情况都提出了强有力的约束。我们详细地解决这个问题，分析不同的时间模式的中子注入，如衰变，湮灭，共振湮灭，和镜像和标准模型世界中子之间的振荡。对于后者的情况下，我们推导出现实的注入模式，考虑到原始等离子体中的热效应（阻尼和折射）。如果额外的中子供应是BBN期间唯一的非标准机制，那么锂丰度低于Li/H~ $\leq 1.9 \times 10^{-10}$的抑制总是导致氘D/H~ $\geq 3.6 \times 10^{-5}$的过量产生，远远超出最近观测所建议的误差线。
2014-05-07 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
The study of r-process nucleosynthesis in binary neutron star mergers: Nucleonic weak interactions and nuclear uncertainties
一个长期存在的科学难题一直是解释宇宙中最重元素的起源，更具体地说，比铁重的元素的产生直到铀。已知快速中子俘获过程（或r过程）合成了大约50%的这些重元素和在我们的太阳系和所谓的贫金属r过程增强恒星中观察到的长寿命锕系元素。本论文旨在研究r-过程核合成和一些仍然支配我们预测的不确定性，即核产额和加热率。我们的重点将是在中子星（NS）合并，这是在最近的“多信使”的观测，包括从NS-NS合并事件及其随后的电磁对应物的引力波的联合检测后的聚光灯下的r-过程。在这项工作中，我们的核合成计算NS合并系统的流体动力学模拟，估计在喷射过程中喷射的质量和它的属性的量。通过我们的r-过程计算，我们估计这种引力未绑定的材料，这可以有助于银河系的r-过程富集的组成。这项工作分为两项研究，每一个解决剩余的悬而未决的问题，关于r-过程核合成。首先，中微子相互作用的r-过程元素核合成和加热速率的影响的一致性研究的NS-NS合并的动态喷出物中合成的核的放射性衰变。我们已经研究了从四个NS-NS合并系统的基础上流体动力学模拟喷射的物质…
2023-03-11 astro-ph.HE nucl-th
Nucleosynthesis in core-collapse supernova explosions triggered by a quark-hadron phase transition
我们探讨了大质量恒星爆炸中的重元素核合成，这些爆炸是由核心坍缩超新星早期反弹阶段的夸克-强子相变触发的。本研究是基于广义相对论辐射流体力学模拟与三味玻尔兹曼中微子输运球对称，其中利用夸克-强子混合状态方程的基础上的MIT袋模型的奇异夸克物质。在恒星核心内部的夸克-强子相变形成了一个冲击波，向原中子星的表面传播。冲击波导致爆炸和蒸发富含中子的物质，这些物质堆积或吸积在原中子星上。后来，在冷却阶段，原始中子星发展出一种富含质子的中微子驱动风。我们提出了一个详细的分析，在富含中子和质子的喷出物的核合成结果，并比较我们的综合核合成与金属贫星的观测。
2012-08-24 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Radiative neutron capture reaction rates for stellar nucleosynthesis
该研究针对恒星核合成中五个重要中子俘获反应，利用核统计模型计算反应率，并拟合成温度多项式，为天体物理应用提供关键核数据。
2023-08-03 astro-ph.SR nucl-th
Thallium-208: a beacon of in situ neutron capture nucleosynthesis
本研究提出铊-208的2.6 MeV伽马射线发射线可作为天体物理重元素产生的实时指示器，通过中子星合并的r过程模拟显示其可探测性，为铅和金的合成提供了唯一已识别的直接信号前景。
2023-11-17 astro-ph.HE nucl-th
Crucial inputs to nucleosynthesis calculations
本文第一部分讨论了与预测复合反应有关的核性质。第二部分讨论直接反应，特别强调直接中子俘获。
2008-03-11 astro-ph nucl-th
Radiative neutron capture reaction rates for r-process nucleosynthesis
本研究围绕质量数约80的r过程峰，计算辐射中子俘获（n,γ）截面与反应率，指出丰中子核不确定性较大且低能增强会显著提高反应率。
2022-06-30 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Stability beyond the neutron drip-line near the third peak of the r-process nucleosynthesis
在相对论平均场论的框架下，采用考虑ω介子矢量自耦合的拉格朗日模型NL-SV 1，研究了N=126时r过程核合成第三峰区的核壳效应.我们的研究包括Hf（Z=72）到Ba（Z=56）同位素链中N=110-140的偶偶核。结果表明，在N=126的核壳效应仍然很强，即使远离β稳定线。当中子滴线接近N=126时，原子核显示出极小的中子分离能。然而，在中子滴线之外，我们观察到一个有趣的特征，即对于Z=62-68的同位素链，在N ~ 132-134附近的一些核显示出增强的中子分离能。这对于Gd（Z=64）和Dy（Z=66）的同位素尤其明显。这些核在中子滴线以外表现出稳定性的现象。我们的单粒子谱的分析表明，这是由这些核假设的变形所产生的，其结果是中子单粒子谱的能量被向下推，从而导致超出滴线的稳定性增强。
2011-06-30 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
On Solar System and Cosmic Rays Nucleosynthesis and Spallation Processes
本文简要介绍了太阳系和宇宙射线中的核素丰度及其合成机制。本文讨论了spp过程在核合成中的作用。对与核天体物理学有关的散射截面的最近测量、汇编、计算和评价作了简短的回顾。结果表明，在过去的一些天体物理模拟中，旧的实验核数据和理论截面是在最近的测量和计算不符合。建议采用最近测量和可靠计算的核截面进行新的天体物理模拟，进一步研究以获得更好的截面，并为天体物理产生评估的天体截面库。
2000-08-24 astro-ph nucl-ex nucl-th
Toward precision mass measurements of neutron-rich nuclei relevant to $r$-process nucleosynthesis
铁以外的重元素在何处、何时以及如何富集我们的宇宙，这一悬而未决的问题引发了核物理研究的新时代。在所有相关的核物理输入中，非常富含中子的核素的质量是揭示铁以外重元素起源的关键量。虽然精确测定这种性质是一个巨大的挑战，但近几十年来已经取得了巨大的进展，它对原子核结构和天体物理核合成研究都做出了重大贡献。在这篇综述中，我们首先回顾了我们目前对核质量面的认识，强调了核质量精度在$r$过程计算中的重要性。然后，我们用几个选定的例子讨论了各种核质量测量方法的最新进展对于每一种方法，我们专注于最近的突破，并讨论可能的方法，提高加权的$r$过程核素。
2015-08-04 hep-ex nucl-ex nucl-th
s-process nucleosynthesis in low-mass AGB stars by the $^{13}$C($α$,n)$^{16}$O neutron source
University of Granada（格拉纳达大学）；University of Perugia（佩鲁贾大学）；INFN Section of Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）；INAF, Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INAF, Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）
本文探讨了低质量AGB星中s过程核合成，通过13C(α,n)16O中子源替代传统Ne22源的机制与影响。
2026-03-09 astro-ph.SR nucl-th
R-Process Nucleosynthesis in Dynamically Ejected Matter of Neutron Star Mergers
尽管快速中子俘获过程（r过程）对于解释大约一半A > 60的稳定核的起源至关重要，但这一过程的天体物理学位置尚未确定。在这里，我们研究的r-过程核合成的材料，是动态喷出的潮汐和压力的力量合并期间的二元中子星（NS），并在毫秒之后。这是我们第一次利用相对论流体动力学模拟这样的事件，定义一致的条件，确定核合成，即，中子富集、熵、早期密度演化以及由此产生的膨胀时间尺度和喷出物质量。我们发现，10^{-3}-10 ^{-2}太阳质量的抛射，这足以使合并成为重（A > 140）星系r核的主要来源，合并率约为每年10^{-5}。虽然非对称合并喷射的质量是对称合并的2-3倍，但确切的数量取决于NS的半径对于“刚性”核物质状态方程（EOS）是否为15 km或对于“软”EOS是否为12 km。由于有效的裂变再循环，减压过程中的R-过程核合成对详细条件变得很不敏感，产生了一种非常符合太阳r-丰度分布的成分，质量数A > 140。估计的光变曲线供电的放射性衰变加热的r-过程核的近似模型，我们预计在B-V-R波段的高发射1-2天，潜在的可观察到的持续时间更长的情况下，不对称合并，因为更大的喷出物质量。
2011-08-09 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Neutrino-induced nucleosynthesis of A>64 nuclei: The nu p-process
我们提出了一个新的核合成过程，我们表示为nu p-过程，它发生在超新星（可能还有伽马射线暴）中，当强中微子流产生富含质子的喷出物时。在这个过程中，富质子环境中的反中微子衰变产生的中子会立即被缺中子核捕获。这允许质量数A >64的核的核合成。这使得这个过程成为解释太阳92，94 Mo和96，98 Ru丰度起源的可能候选者。这一过程也为在超贫金属恒星中发现的大量锶提供了一个自然的解释。
2005-11-12 astro-ph nucl-th
Photoneutron cross sections for Ni isotopes: Toward understanding $(n,γ)$ cross sections relevant to the weak s-process nucleosynthesis
在NewSUBARU同步辐射装置上，使用激光康普顿散射产生的准单色$γ$射线束，在单中子和双中子阈值之间的能量下，测量了$^{58}$ Ni、$^{60}$ Ni、$^{61}$ Ni和$^{64}$ Ni的光中子截面。新的光中子数据被用来提取的$γ$ -射线强度函数的中子阈值以上的奥斯陆方法得到的信息的阈值以下的补充。本文讨论了Ni同位素（包括$^{63}$ Ni）的辐射中子俘获截面和麦克斯韦平均截面，一个沿着弱s过程路径的分支点核。截面是用实验约束的$γ$ -射线强度函数计算的，该函数来自Hartree-Fock-Bogolyubov加上准粒子-基于$E1$和$M1$组分的Gogny D1 M相互作用的随机相位近似，并补充了$M1$上弯。
2018-10-07 nucl-ex nucl-th
General relativistic effects in the neutrino-driven wind and r-process nucleosynthesis
我们讨论了在稳态中微子驱动的“风”，这可能会产生从新生中子星的广义相对论效应。特别是，我们推广以前的分析估计的每重子的熵$S$，质量流出率$\dot M$，和动力学膨胀时间尺度$τ_{dyn}$。我们发现，$S$增加和$τ_{dyn}$减少的质量与半径比的值的增加描述的超新星核心。这两种趋势都表明，更紧凑的核心将导致每个铁峰值种子核的中子数更高。中子-种子比率的这种增强可能是中微子加热的超新星喷出物中成功的r-过程核合成所必需的。
1997-01-22 astro-ph gr-qc nucl-th
Re-investigation of neutron capture by 84Kr and 86Kr in the s-process nucleosynthesis
本研究利用统计模型程序Talys v1.96再研究s过程中84Kr、86Kr的中子俘获过程，分析核能级密度的影响，所得结果与既往研究吻合，且通过微调核性质复现了实验数据。
2024-10-09 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Neutrino-driven winds in the aftermath of a neutron star merger: nucleosynthesis and electromagnetic transients
我们提出了一个全面的核合成研究的中微子驱动的风后，一个双中子星合并。我们的重点是初始残余阶段时，一个大质量的中央中子星是存在的。使用示踪剂从最近的流体动力学模拟，我们确定总质量和综合丰度来表征未结合物质的组成。我们发现核合成产额敏感地依赖于大质量中子星的寿命和极角。超过$9 \cdot 10^{-3} M_\odot$的物质变为未结合状态，直至达到$\sim 200~{\rm ms}$。由于$Y_{\rm e} \approx 0.2 - 0.4$的电子分数，主要合成质量数为$A < 130$的原子核，补充了早期动态喷出物的产量。这两种类型的喷出物的混合场景可以解释丰富的r-过程贫金属星的丰度模式。此外，我们还计算了新产生的放射性同位素衰变的加热速率。在约$4~{\rm h}$之后，得到的光变曲线在蓝色带中达到峰值。此外，由于在动态喷出物中的重r-过程核的高不透明度导致在$3-4~{\rm d}$之后的红外中的第二个峰。
2015-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neutrino Capture and r-Process Nucleosynthesis
我们探讨了在新生中子星的中微子驱动的喷出物中r-过程核合成过程中的中微子捕获。我们专注于带电电流弱相互作用和元素合成之间的相互作用，我们描绘了平衡核动力学的重要作用。在自由核子与轻核和/或重核共存期间，电子中微子俘获抑制了r过程。在所有阶段，自由中子的俘获比原子核的俘获具有更大的影响。然而，中微子在重核上的俘获，如果它本身很强，也会对r过程有害，直到大的核平衡团簇破裂，r过程的经典中子俘获阶段开始。r-过程对中微子辐射的敏感性意味着中微子俘获效应可以强烈地限制r-过程的位置，中微子物理，或两者兼而有之。这些结果也适用于r过程的情况下，而不是中微子加热风。
1998-09-18 astro-ph nucl-th
Neutrino-Induced Fission and r-Process Nucleosynthesis
一个r-过程的情况下，裂变，但没有裂变循环被认为是占所观察到的丰度模式的中子俘获元素在超贫金属星。有人提出，中微子反应在诱导裂变的祖核后，在II型超新星的r-过程冻结起着至关重要的作用。为了促进中微子诱发的裂变，所提出的r过程方案被限制在低密度环境中发生，例如来自中子星的中微子驱动风。进一步的研究，以发展这种情况下强调。
2002-03-13 astro-ph nucl-th
n+p -> d+gamma for Big-Bang Nucleosynthesis
用最近发展起来的描述双核子扇形的有效场论计算了与大爆炸核合成有关的能量下n+p -> d+ γ的反应截面。E1振幅计算到NNNLO，并且仅取决于核子-核子相移数据。与此相反，M1的贡献计算到NLO，和四核子一磁光子的反项，进入由冷中子捕获的截面。在E ~ 1 MeV范围内，计算的不确定度小于4%。
1999-07-09 astro-ph nucl-th
The impact of mass uncertainties on the r-process nucleosynthesis in neutron star mergers
本研究探讨核质量预测中的模型与参数不确定性对中子星并合中r-过程核合成及抛射物成分的影响，发现两者显著影响重元素产生，核模型改进对降低预测不确定性至关重要。
2025-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neutrinos and the Supernova Origin of the Elements
超新星产生的热中子星释放出强烈的中微子流。中子和质子上的电子中微子和反中微子捕获反应分别提供热量，驱动热中子星的风。同样的反应也决定了风物质的中子丰度。当风物质从中子星向外扩展时，通过快速中子俘获的核合成，即r过程，可能发生在风物质中。风物质的中子丰度，以及其中的r-过程核合成，对μ子（或τ子）中微子/反中微子和电子（或无菌）中微子/反中微子之间的混合很敏感。间接参数和直接测试的r-过程元素的超新星起源进行了讨论，建立一个目标，超新星r-过程核合成作为一个重要的探针中微子混合。
2000-08-30 astro-ph hep-ph nucl-th
The impact of individual nuclear properties on $r$-process nucleosynthesis
据认为，自然界中发现的重元素丰度的大约一半是由天体物理学的快速中子俘获过程或核合成的“$r$过程”产生的。这个多方面的问题仍然是所有物理学中最大的公开挑战之一。核物理性质的知识，如质量，$β$ -衰变和中子俘获率，以及$β$ -缓发中子发射概率是进入$r$ -过程核合成计算的关键输入。虽然已经确定了接近稳定的核的性质，但关于可能参与$r$过程的远离稳定的丰中子核，仍有许多未知之处。灵敏度研究测量了核物理输入变化的天体物理响应，从而可以分离出最重要的核特性，这些特性决定了在自然界中观察到的最终丰度。本文综述了最近的敏感性研究的程度，并强调了这些研究如何发挥关键作用，促进新的见解$r$过程。这些工具的开发促进了对最先进测量的集中努力，推动了新设施的建设，并将最终推动社区应对`从铁到铀的元素是如何形成的？'.
2015-08-28 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Reexamining the temperature and neutron density conditions for r-process nucleosynthesis with augmented nuclear mass models
我们探索的影响，核质量的r-过程核合成所需的温度和中子密度的条件下，使用四个核质量模型增强了最新的原子质量评估。对于每一个模型，我们推导出的条件下观察到的丰度峰在质量数A ~ 80，130，和195的等待点近似下，并进一步确定的条件，可以最好地再现的r-过程丰度模式（r-模式）推断的太阳系和银河系晕中的贫金属恒星观察。我们发现：（1）在A ~ 80和195处产生丰度峰的条件有很大的不同，这表明，至少对某些核质量模型来说，这两个峰不是同时产生的;（2）N = 126闭合中子壳层临界等待点（CWP）核所需的典型条件与N = 126闭合中子壳层临界等待点（CWP）核所需的典型条件有明显的重叠。（3）N = 82的CWP核所需的典型条件可以重现在贫金属星HD 122563上观测到的r-斑图，这与太阳的r-斑图有很大的不同。我们还研究了核质量的不确定性如何影响r-过程所需的条件，并确定了一些关键的核，包括76镍到78镍，82锌，131镉，和132镉在稀有同位素束设施的精确质量测量。
2013-01-30 astro-ph.SR nucl-th
$r$-process nucleosynthesis from compact binary mergers
两颗中子星或一颗中子星与一个黑洞的合并，往往会导致在太空中高速膨胀的太阳质量物质的几分之一被喷射出来。由于物质来自于中子星的剧烈分裂，这些喷出物最初非常致密、炽热，而且中子含量极高。少数可用的质子形成重核（“种子”），吸收更多的自由中子，增加它们的大小。中子密度如此之高，以至于在产生的不稳定核可以衰变到更稳定的构型之前发生了大量的中子捕获，将中子转化为质子。主要取决于初始中子丰度，这种机制导致形成高达一半的重元素，我们在自然界中观察到，它被称为快速中子捕获过程（“$r$ -过程”）。要预测喷出物的精确成分，需要对实验室中从未产生过的非常奇特的核的性质有详细的了解。尽管长期以来一直是一种推测性的情况，但现在有几个观测证据表明，紧凑的双星合并是宇宙中形成重元素的主要场所之一。其中最引人注目的是在一颗中子星双星合并后探测到了千诺瓦：这一天文瞬变现象发出的光确实是由新合成的富中子核的放射性衰变提供动力的，这证明了紧凑双星合并作为宇宙锻造的实际性质。
2021-12-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Large-Scale Calculations of $β$-Decay Rates and Implications for $r$-Process Nucleosynthesis
Facility for Rare Isotope Beams, Michigan State University（稀有同位素束设施，密歇根州立大学）；Department of Physics, Faculty of Science, University of Zagreb（萨格勒布大学理学院物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee（田纳西大学物理与天文系）；Department of Physics, University of Notre Dame（圣母大学物理系）
本文基于量化相对论核能密度泛函理论和形变质子-中子准粒子无规位相近似开展大规模β衰变率计算，发现N=126壳层后衰变更慢，会减慢r过程重元素合成并降低裂变贡献。
2025-11-18 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
The Neutron Mean Life and Big Bang Nucleosynthesis
我们探讨了中子寿命及其不确定性对标准大爆炸核合成（BBN）的影响。BBN描述了轻核素$^1{\rm H}$、${\rm D}$、$^3{\rm H}$ + $^3{\rm He}$、$^4{\rm He}$和$^7{\rm Li}$ + $^7{\rm Be}$在宇宙时间的最初几分钟内的宇宙产生。中子平均寿命$τ_n$在现代BBN计算中有两个作用：（1）规范化弱$n \leftrightarrow p$互变的矩阵元，（2）设定弱相互作用冻结后的自由中子衰变速率。我们回顾了$τ_n$测量和BBN之间的相互作用的历史，并提出了轻元素丰度的灵敏度现代中子寿命测量的研究。我们发现，$τ_n$的不确定性占主导地位的预测$^4{\rm He}$误差预算，但这些理论误差仍然小于$^4{\rm He}$观测的不确定性，即使在最近的中子寿命测量的分散。对于其他轻元素的预测，$τ_n$的贡献可以忽略不计，他们的错误预算。把这个问题，我们结合目前的BBN和宇宙微波背景（CMB）测定的宇宙重子密度$\textit{predict}$的“宇宙学首选”的平均寿命的$τ_{n}({\rm BBN+CMB}) = 870 \pm 16 \ \rm sec$，这是符合实验的平均寿命测定。我们继续表明，如果未来的天文和宇宙学氦观测可以达到$^4{\rm He}$质量分数$Y_p$的$σ_{\rm obs}(Y_p) …
2023-03-07 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
Impact of Uncertainties in Nuclear Reaction Cross Sections on p-Nucleosynthesis in Thermonuclear Supernovae
本文开发蒙特卡洛后处理方法量化核反应率不确定性对核合成丰度的影响，并应用于Ia型超新星中p-核的产生，发现最终丰度不确定性总体较小且主要由高密度区域主导。
2019-08-16 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Probing the fission properties of neutron-rich actinides with the astrophysical $r$ process
我们回顾了最近的工作，研究裂变对天体物理环境中可能发生的快速中子捕获（$r$ -过程）核合成的影响。我们简要地讨论了不确定的裂变势垒和裂变率的重锕系物种的人口的影响。我们证明了丰中子核的裂变碎片分布的影响，并讨论目前可用的治疗，包括最近的宏观-微观计算。我们的结论是通过比较我们的核合成结果直接与恒星数据的金属贫恒星丰富的$r$ -过程元素考虑裂变是否发挥了作用，在所谓的“普遍性”的$r$ -过程丰度从恒星到恒星观察。
2020-06-19 astro-ph.HE nucl-th
Dynamics and Equation of State Dependencies of Relevance for Nucleosynthesis in Supernovae and Neutron Star Mergers
中子星（NS）和黑洞（BH）是在恒星核心的最终坍缩终止了质量大于9 Msun的恒星的生命时诞生的。这可能引发核心坍缩超新星（CCSN）中大部分恒星物质的强烈喷射，其极端亮度由放射性同位素（如56 Ni和56 Co）的衰变提供能量。当在近距离双星系统中演化时，这种地狱般灾难的紧密遗迹在轨道上螺旋式地相互靠近，并通过引力波发射逐渐衰减。最终，两个组成部分的猛烈碰撞形成了一个更大的，快速旋转的残余物，再次伴随着大量物质的喷射。这些合并事件可以通过带有余辉的伽马射线的高能爆发和称为千诺瓦的电磁瞬变来观察，这些伽马射线辐射出新组装的快速中子捕获元素的放射性衰变中释放的能量。CCSNe和致密天体并合（COMs）都是重元素核合成的重要场所，通过它们的质量抛射以及抛射物中发生的核反应和中微子反应，在宇宙物质循环和星系化学富集历史中发挥着核心作用。NS物质的核物质状态方程（EoS），从富含中子到质子占主导地位的条件，温度范围从零到~100 MeV，是这些天体物理现象的重要组成部分。它决定了它们的动力学过程，它们的残余性质，甚至在决定NS或BH的水平上，以及中微子的相关发射的性质，中微子的相互作用决定了最里面的喷出物中核合成反应的热力学条件和中子与质子的比率。本章讨论了CCSNe和COM中相应的EoS依赖关联效应。（略有删节）
2023-02-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Explosive nucleosynthesis in core-collapse supernovae
通过快速中子俘获（r-过程）产生比铁重的一半元素的具体机制和天体物理学位置仍有待发现。为了重现太阳系和古老晕星的丰度，至少需要两种成分：重r-过程核（A>130）和对应于较轻重核（A<130）的弱r-过程。在这项工作中，我们提出了核合成研究的基础上的轨道流体动力学模拟核心坍缩超新星和随后的中微子驱动的风。我们表明，弱的r-过程元素可以产生中微子驱动的风，我们把它们的丰度从新生的中子星的中微子发射。根据最新的流体动力学模拟，重r过程元素不能在中微子驱动的风中合成。然而，通过人为地增加风熵，可以制造高达A=195的元素。用这种方法，人们可以模拟出发生r过程的喷出物的一般行为。我们用它来研究核物理输入（核质量，中子俘获截面，β-延迟中子发射）和长期动力学演化对最终丰度的影响。
2010-12-22 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Classifying metal-poor stars with machine learning using nucleosynthesis calculations
本研究首次基于理论核合成计算训练机器学习模型，分类贫金属星的中子俘获过程增丰类型，匹配传统标签准确率达87%，同时发现部分恒星的过程归类存疑，展现了该数据驱动方法的前景与挑战。
2025-05-20 astro-ph.GA astro-ph.SR nucl-th
Impact of nuclear masses on r-process nucleosynthesis: bulk properties versus shell effects
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung（GSI亥姆霍兹重离子研究中心）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究核质量模型对r过程核合成的影响，发现整体性质对核素分布影响小，而局部壳效应主导丰度变化。
2026-03-30 astro-ph.HE nucl-th
