Progress in Nuclear Astrophysics: a multi-disciplinary field with still many open questions
核天体物理是一个多学科交叉的领域，对核数据的需求量巨大。在它的各个领域中，恒星演化和核合成显然与核物理学关系最密切。天体物理学应用对核数据的需求对实验技术以及现有核模型的鲁棒性和预测能力提出了挑战。尽管过去几年取得了令人印象深刻的进展，但仍然存在重大问题和困惑。在目前的贡献，只有几个核天体物理学的具体方面进行了讨论。这些涉及到一些实验进展有关的测量的关键反应的相关性的所谓的s-和p-过程的核合成，在理论上的努力，在预测核特性的异国情调的富中子核的兴趣r-过程的核合成，以及最近引进的机器学习技术在核天体物理学的应用。
2022-12-05 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Transfer Reactions in Nuclear Astrophysics
转移反应是核天体物理研究的重要工具。这些反应使我们能够识别原子核中的状态并找到相应的能量，确定这些状态是否可以对天体物理核反应做出贡献，并最终确定该贡献的强度。在本文中，转移反应如何可能用于核天体物理学的基本细节，以及一些常见的陷阱，以避免。
2022-12-07 nucl-ex nucl-th
Calculations of Nuclear Astrophysics and Californium Fission Neutron Spectrum Averaged Cross Section Uncertainties using ENDF/B-VII.1, JEFF-3.1.2, JENDL-4.0 and Low-Fidelity Covariances
本文计算了ENDF材料的核天体物理和定标裂变中子能谱平均截面及其不确定度。绝对值由Maxwell和Mannhart光谱推导，而不确定度基于ENDF/B-VII.1、JEFF-3.1.2、JENDL-4.0和低保真协方差。这些数量与现有的数据，独立的基准，EXFOR库进行比较，并分析了广泛的情况。中子截面协方差的建议和影响进行了讨论。
2014-06-18 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Nuclear astrophysics: the unfinished quest for the origin of the elements
自核天体物理学创立以来，半个世纪已经过去了。从那时起，这门学科已经成熟。今天，核天体物理学构成了一个多学科知识的熔炉，它结合了理论天体物理学、观测天文学、宇宙化学和核物理学的成就。新的工具和新的发展使我们对元素起源的理解发生了革命性的变化：超级计算机为天体物理学家提供了在多维框架内研究恒星演化所需的计算能力;高能天体物理学与空间天文台的出现为从新的全色角度观察宇宙打开了新的窗口;宇宙化学家已经分离出嵌在原始陨石中的星尘的微小碎片，为恒星的运作过程以及物质凝结形成固体的方式提供了线索;和核物理学家通过使用稳定的放射性离子束设备的共同努力，测量了接近恒星能量的反应。这篇评论提供了对宇宙核历史和相关主题的全面见解：从大爆炸开始，当原始爆炸的灰烬转化为氢，氦和少量微量元素时，到宇宙中丰富多样的核合成机制和地点。特别注意的是流体静力学的过程，管理低质量的恒星，红巨星和渐近巨星分支恒星的演化，以及爆炸性核合成发生在核心坍缩和热核超新星，伽马射线暴，经典新星，X射线暴，超暴，恒星合并。
2011-07-12 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Indirect Methods in Nuclear Astrophysics
本文是作者之一（LT）在2018年11月5日至9日在意大利特伦托共同组织的ECT* 研讨会开幕式上发表的就职演讲。因此，它遵循了会议上表达的想法，即概述组织者打算在该会议上进行的讨论。因此，本文将回顾核天体物理学中的间接方法，它们的使用和它们的具体问题，旧的和新的，进一步发展的需要，而不是对每种方法进行完整的处理或详尽地回顾现有的文献。讲习班从一开始就旨在审查核天体物理学领域的现状及其与物理学相邻分支的联系。这里包括一些关于这些的行。
2019-11-14 nucl-ex nucl-th
Microscopic description of large amplitude collective motion in the nuclear astrophysics context
在过去的10年里，我们已经观察到一个重要的增长的兴趣，在应用的时间依赖能量密度泛函理论（TD-EDF）。这种方法允许在统一的框架中处理从小到大振幅动力学的原子核结构和核反应。使用最先进的有效相互作用进行不受限制的三维模拟的可能性开辟了新的视角。在本文中，TD-EDF的预测能力已经基准的应用程序的概述。特别强调的是天体物理学的兴趣的过程。这里讨论的例子包括巨共振，裂变，二元和三元碰撞导致融合，转移和深非弹性过程。
2015-05-13 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Databases and tools for nuclear astrophysics applications BRUSsels Nuclear LIBrary (BRUSLIB), Nuclear Astrophysics Compilation of REactions II (NACRE II) and Nuclear NETwork GENerator (NETGEN)
本文介绍了对BRUSLIB+NACRE天体物理学核数据包和基于网络的核网络生成器NETGEN的先前描述的更新。新版本的BRUSLIB包含了基于最新版本的M-S模型的各种核数据的最新预测。核质量，半径，自旋/宇称，变形，单粒子方案，物质密度，核能级密度，E1强度函数，裂变性质，和配分函数提供了所有核之间的质子和中子滴线在8<=Z<=110范围内，其评估是基于一个独特的微观模型，确保准确性，可靠性和可行性之间的良好的折衷。此外，这些不同的成分用于计算约100000个Hauser-Feshbach n-、p-、a-和γ-诱导的反应速率，基于反应代码TCHS。NACRE被NACRE II汇编所取代，其中包含15个带电粒子转移反应和19个带电粒子对质量数A < 16的稳定目标的辐射捕获。NACRE II的特点是包含了1999年NACRE出版后直到2011年的实验数据。此外，通过系统地使用潜在模型，改进了将现有数据外推到天体物理学相关的极低能量的工作。利率的不一致性也在此基础上进行评估。介绍了基于网络的工具NETGEN的最新版本。它以完整的文件形式包含新的BRUSLIB和NACRE II数据，以及新的基于实验的辐射中子俘获截面。新版本的BRUSLIB、NACRE II和NETGEN的电子版可在http://www.astro.ulb.ac.be/NuclearData上获得。核材料以扩展的表格…
2012-12-04 astro-ph.IM astro-ph.SR nucl-ex
Nuclear Astrophysics in the New Era of Multimessenger Astronomy
中子星是在密度和中子质子不对称的极端条件下探索物质的独特宇宙实验室。由于其巨大的动态范围，中子星展示了无数奇异的物质状态，在正常的实验室条件下是不可能重现的。在这三个讲座中，我将讨论核物理学和天体物理学之间的强大协同作用将如何揭示这些迷人物体背后的一些最深层次的秘密。特别是，我将强调的巨大影响，第一次检测到的引力波从双中子星合并GW 170817是在约束的组成，结构和动力学的中子星。
2018-05-17 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Coulomb dissociation, a tool for nuclear astrophysics
本文简要介绍了库仑离解的研究现状，库仑离解是一种间接的核天体物理方法。本文提出了一种研究晕核原型^{11}Be的电磁激发的解析可解方法。
2007-08-07 nucl-ex nucl-th
Heaven and Earth: Nuclear Astrophysics after GW170817
本文综述了双中子星合并GW170817的引力波探测、中子星电磁观测与地面核性质测量之间的天地协同作用，及其对重元素起源和丰中子物质物态方程约束的新见解。
2024-03-24 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Neutrino astrophysics and its connections to nuclear physics
我们重点介绍中微子天体物理学的最新进展。我们将讨论它与核物理的一些联系。
2018-02-21 hep-ph nucl-ex nucl-th
Nuclear processes in Astrophysics: Recent progress
元素的起源是一个迷人的问题，科学家们在过去的70年里一直试图回答这个问题。原始宇宙中轻元素和天体物理源中重元素的形成是通过核反应发生的。我们可以说，核过程负责在各种天体物理场所产生能量和合成元素。因此，从太阳到超新星的壮观爆炸，核反应在几种天体物理环境的存在和演化中具有决定性作用。核天体物理学试图解决我们的存在和未来的最基本和最重要的问题。还有许多问题尚未解决，例如，恒星和我们的银河系是如何形成的，它们是如何演化的，最重的元素是如何和在哪里产生的，宇宙中原子核的丰度是多少，各种生产过程的核合成输出是多少，以及为什么观察到的锂-7的量低于预测。在本文中，我们回顾了我们目前的理解不同的天体物理核过程导致的化学元素的形成，并特别注意在高能天体物理事件中发生的重元素的形成。由于最近对中子星合并的多信使观测，也证实了重元素的产生，短伽马射线暴和随后的千新星等爆炸性情景现在被强烈支持为核合成场所。
2018-10-18 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Ab Initio Nuclear Reaction Theory with Applications to Astrophysics
我们提出了一个介绍从头算核理论的重点是核反应。在对核物理中的从头算方法进行了高层次的概述之后，我们对在很大程度上等同于量子化学中应用的构型相互作用方法的无核壳模型技术进行了更详细的描述。然后，我们介绍了无核壳模型与连续的方法，提供了一个量子多体描述的核反应。在简要回顾天体物理学中重要的核反应之后，我们给出了轻核辐射俘获和转移反应的从头计算结果的例子。
2022-04-04 nucl-ex nucl-th
Indirect methods in nuclear astrophysics with relativistic radioactive beams
相对论能量的放射性核束的反应为阐明恒星演化和涉及恒星和大爆炸时期的灾变事件的机制打开了新的大门。许多具有天体物理学意义的核反应无法在实验室实验中直接评估。具有讽刺意味的是，描述这种反应所需的一些信息，在极低的能量（例如，keV），只能在地球上通过使用GeV能量的重离子之间的相对论碰撞来研究。在这篇文章中，我们对相对论性放射性核束的实验和理解恒星物理所需的理论方法进行了简短的回顾，增加了从天文观测中推断出的知识。我们继续介绍如何使用相对论性放射性核束可以帮助解决天体物理学难题和几个成功的实验方法更详细的描述。国家的最先进的理论进行了一定程度的讨论，目的是帮助我们理解的实验结果报告。这篇综述是不完整的，我们主要集中在传统的方法上，目的是确定对称和非对称核物质的状态方程和对称能的作用。只要有可能，在我们目前对实验数据和理论的理解的限制下，我们就试图找出仍然缺失的信息，以进一步了解恒星如何演化，爆炸以及它们的内部结构。
2019-12-23 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Nuclear astrophysics and electron beams
电子束为核天体物理提供了重要的探测和约束。这是特别令人兴奋的能量范围内的手征有效场论（EFT），它提供了一个系统的扩展核力和电弱运营商的基础上量子色动力学。本演讲讨论了基于手征EFT的一些最新亮点和未来方向，包括天体物理学中的原子核结构和反应，中子星和核心坍缩超新星中的中子皮和富中子物质性质的限制，以及原子核的暗物质响应。
2013-09-13 hep-ph nucl-ex nucl-th
Direct Reactions with Exotic Nuclei, Nuclear Structure and Astrophysics
中能库仑激发和离解是研究原子核结构和天体物理的有用工具。用这种方法发现了远离稳定核的低能区。本文总结了单中子晕核低激发强度的有效射程理论，并将其推广到双中子晕核。这是特别感兴趣的，鉴于最近相当准确的实验结果，在$^{11}$锂的低位电偶极子强度。另一种间接的方法是特洛伊木马方法。指出它是研究阈下共振的一个合适的工具。
2006-10-20 nucl-ex nucl-th
Radioactive Ion Beam Physics and Nuclear Astrophysics in China
本文以兰州重离子研究装置（HIRFL）的兰州中能放射性离子束线（RIBLL）和北京串列加速器国家实验室（HI 13）的低能放射性离子束线（GIRAFFE）为基础，开展放射性离子束物理和核天体物理的研究。核心科学问题是：远离$β$ -稳定线核的原子核结构和反应，滴线附近新核素和新超重核素的合成，具有特大同位旋的非对称核物质的性质和一些核天文反应。
2004-10-14 nucl-ex nucl-th
Stable beam experiments in wide energy ranges serving low energy nuclear astrophysics
在实验核天体物理学中，众所周知，反应截面必须在天体物理学相关的低能范围内测量，或者至少尽可能接近低能范围。然而，在大多数情况下，不可能达到如此低的能量。因此，必须在较高能量下研究反应，并且必须将截面外推到较低能量下。本文强调了宽能区截面测量的重要性，并从氢燃烧过程和重元素核合成等领域列举了几个例子。
2019-12-18 astro-ph.SR nucl-ex
LUNA: Nuclear Astrophysics Deep Underground
核天体物理学致力于全面了解负责合成化学元素和为恒星演化引擎提供动力的核反应。在格兰萨索实验室的地下深处，质子-质子链和碳-氮-氧（CNO）循环的关键反应的截面一直被测量到天体物理学感兴趣的能量。本文概述了地下核天体物理学的主要特点。本文评述了LUNA在过去20年中所取得的主要结果，并讨论了它们对理解中微子、太阳和宇宙本身性质的影响。指出了地下核天体物理今后的研究方向，即氦和碳燃烧以及恒星中子源的研究。
2010-10-20 astro-ph.CO astro-ph.SR nucl-ex
The activation method for cross section measurements in nuclear astrophysics
实验核天体物理学的主要目的是确定在各种天体物理条件下恒星中发生的核反应速率。这些反应速率是了解太阳系和银河系中元素丰度分布的重要组成部分。反应速率由截面确定，截面需要在尽可能接近天体物理学相关能量的情况下测量。在许多情况下，天体物理学上重要的反应的最终核是放射性的，这使得截面可以根据产生的同位素数量的离线测量来确定。一般来说，这种技术被称为激活方法，它往往具有实质性的优势，在束粒子或伽马探测测量。本文从核天体物理的角度对活化方法进行了评述。活化方法的重要方面给出了通过几个反应研究带电粒子，中子和伽马引起的反应。详细介绍了用于测量所产生的活动的各种技术。作为活化的一种特殊情况，还回顾了加速器质谱法在截面测量中的技术。
2019-03-08 astro-ph.SR nucl-ex
A new mass model for nuclear astrophysics: crossing 200 keV accuracy
通过使用机器学习算法，我们提出了一个改进的核质量表的均方根偏差小于$200$ keV。该模型配备了统计误差条，以便与现有的实验数据进行比较。我们用这个模型来预测中子星外壳的组成。通过简单的蒙特卡罗方法，我们将质量模型的统计不确定性传播到系统的状态方程。
2021-03-31 nucl-ex nucl-th
White Paper on the TUNL Nuclear Astrophysics Program
该白皮书介绍了三角大学核实验室（TUNL）的核天体物理学计划，旨在为2023年NSAC长期规划过程提供投入。TUNL由北卡罗来纳中央大学、北卡罗来纳州立大学、北卡罗来纳大学教堂山分校和杜克大学联合运营。该实验室拥有三个世界级的核天体物理研究设施：实验核天体物理实验室（LENA）;恩格磁谱仪;和高强度伽马射线源（HIgS）。我们讨论过去的成功，目前的状况和未来的计划。
2022-11-18 nucl-ex
Nuclear Astrophysics with Radioactive Beams
对理解核过程如何影响天体物理现象的探索正在推动世界范围内的实验和理论研究计划。核天体物理学的主要目标之一是了解恒星如何产生能量，如何在恒星事件中合成元素以及中子星的性质。新的实验能力、放射性核束的可用性和计算能力的提高，再加上新的天文观测，都促进了现有的知识。本文综述了核天体物理领域的进展，重点介绍了间接方法和涉及稀有同位素束流的反应的作用。
2009-10-06 astro-ph.IM nucl-ex nucl-th
From dripline to dripline: Nuclear astrophysics in the laboratory
近一个世纪以来，核天体物理学领域一直致力于回答有关自然界的基本问题，如元素的起源和高密度低温物质的行为。在核试验方面持续和协调一致的努力一直是在这些领域取得进展的关键，并将继续如此。在这里，我将简要回顾实验核天体物理学的最新成就和开放的问题。
2016-04-14 nucl-ex
High-energy direct reactions with exotic nuclei and low-energy nuclear astrophysics
讨论了核天体物理中的间接方法。本文介绍了晕核库仑离解和低电磁强度有效射程理论的最新工作。被零程势束缚的晕核的库仑离解是一个家庭作业问题。Baur和S. Typel，nucl-th/0504068）。指出特洛伊木马方法（G。Baur，F. Rösel，D. Trautmann和R. Shyam，Phys.Rep.111（1984）333）是研究亚阈值共振的合适工具。
2006-01-03 nucl-ex nucl-th
pynucastro 2.1: an update on the development of a python library for nuclear astrophysics
pynucastro 2.1 更新了核天体物理学 Python 库，新增生成简化网络和核统计平衡热力学表的功能，并支持输出 C++ 或 Python 网络供 AMReX-Astrophysics 等模拟代码使用。
2023-11-29 astro-ph.IM astro-ph.SR nucl-ex
Decay data of radionuclides along the valley of nuclear stability for astrophysical applications
本文讨论了核天体物理对核稳定谷附近核素衰变数据需求的几个方向。目前的衰变数据评价结果已提交了一些天体物理学意义的放射性核素。衰变数据评价项目合作参与者将进一步评价这些核素的核特性。
2014-01-16 astro-ph.HE nucl-ex
The Path to Improved Reaction Rates for Astrophysics
这篇评论集中在天体物理学中的核反应，更具体地说，是通过强相互作用与轻离子（核子和α粒子）进行的反应。它的目的是提出核天体物理学研究所必需的基本定义，指出发生在恒星和地球实验室中的核反应之间的区别，并说明在这些反应的理论和实验研究中所面临的一些挑战。讨论围绕着天体物理学的相关量，即天体物理学的反应速率。探讨了反应速率对各种核性质预测的不确定性的敏感性，并为实验工作者提供了一些指导。
2011-06-09 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Nuclear Astrophysics
核天体物理学是天体物理学的一个分支，它通过对原子核微观世界的了解，帮助人们理解宇宙的许多方面。在过去的几十年里，由于在恒星结构和演化的模拟、天文观测的质量和多样性以及对原子核及其自发或诱导转化的实验和理论理解方面有时取得了惊人的进展，核天体物理学取得了很大的进展。物理学和化学其他分支领域的发展也促进了这一进步。然而，许多长期存在的问题仍然有待解决，对大量观测事实的理论理解需要建立在更安全的基础上。此外，新问题不断出现，新事实危及旧观念。这篇评论表明，天体物理学一直是，现在仍然是，在其实验和理论组成部分的核物理的高要求。除了必须处理大量种类的原子核这一事实之外，这些原子核还沉浸在极不寻常的环境中，这可能对它们的静态性质、嬗变模式的多样性以及这些模式的概率产生重大影响。为了有机会解决核天体物理学所面临的一些问题，天体物理学家和核物理学家显然必须把他们的能力放在一起，有时必须从其他物理学领域的帮助中获益，如粒子物理学、等离子体物理或固态物理学。
1999-05-03 astro-ph nucl-ex nucl-th
Covariant Density Functional Theory in Nuclear Physics and Astrophysics
亚原子物质是如何组织自己的？中子星是宇宙的实验室，它的独特之处在于它能回答这个核科学核心的基本问题。新投入使用的稀有同位素设施、在整个电磁波谱范围内运行的望远镜以及更加灵敏的引力波探测器将以前所未有的精度在巨大的密度范围内探测富含中子的物质的性质。然而，观察、实验和理论研究之间的协调努力对于实现这些投资的全部潜力至关重要。理论核物理学提供了宝贵的见解，丰富的中子物质的性质，目前还无法通过实验或观察。特别是，核密度泛函理论可能是唯一易于处理的框架，可以通过将有限的核连接到中子星来桥接整个核景观。这种令人信服的联系是本审查的主要范围。
2019-12-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
NURE: an ERC project to 'measure' the nuclear matrix elements
NURE（用于无中微子双β衰变的核反应）项目已被欧洲研究理事会（ERC）选定为2016年启动资金的候选项目。该项目利用核物理方法对中微子物理学做出贡献，为期5年。一个关键的方面是使用K800超导回旋加速器加速所需的高分辨率和低发射率重离子束，以及使用K800大接受度磁谱仪测量反应截面。这些设施在卡塔尼亚（意大利）的INFN实验室Nazionali del Sud运行。
2020-01-27 nucl-ex
Nuclear physics uncertainties of the astrophysical gamma-process studied through the 64Zn(p,alpha)61Cu and 64Zn(p,gamma)65Ga reactions
在最近的工作中，用~（64）Zn（p，α）~（61）Cu反应的截面测量证明了天体物理网络计算中所用的标准α核光学势不能再现重元素核合成相关能量下的实验数据。在本论文中所获得的实验数据的分析继续通过比较的结果与预测使用不同的参数。结果表明，最近建议的标准光学势的修改导致更好地描述的数据。
2018-02-08 nucl-ex nucl-th
Nuclear Data for Astrophysical Modeling
核物理在现代天体物理学和宇宙学中一直扮演着重要的角色。自20世纪50年代初以来，它已成功地用于解释和预测天体物理现象。核物理模型有助于解释观测到的元素和同位素丰度以及恒星演化，并为大爆炸宇宙论提供了宝贵的见解。目前，对恒星表面、太阳系和宇宙射线中观测到的各种元素和同位素丰度进行了计算，并与观测值进行了比较。因此，建模的整体成功关键取决于基础核数据的质量，这些数据有助于将宏观和微观尺度的物理学结合在一起。为了扩大传统核天体物理学活动的范围并产生额外的补充信息，我将研究美国核数据计划（USNDP）数据库在天体物理学应用中的适用性。EXFOR（实验核反应数据）和ENDF（评估核数据文件）库具有很大的天体物理学潜力;前者库包含实验数据集，而后者库包括评估的中子截面。ENSDF（Evaluated原子核结构Data File）数据库是原子核结构和衰变率信息的主要存储库。衰变率是恒星核合成计算中必不可少的，这些速率是使用原子核结构程序计算的。结构评估代码是纯数学程序，可以应用于不同的数据样本。对天体物理学核数据需求作了简要回顾。已经确定了若干机会和相应的计算机工具。进一步的工作将包括广泛分析核数据库和天体物理计算的计算机程序。
2016-08-01 astro-ph.IM nucl-ex
Transfer reactions as a Tool in Nuclear Astrophysics
核反应速率是描述恒星如何演化的最重要因素之一。因此，对不同天体物理场所所涉及的核反应的研究是解决核天体物理学中大多数问题的必要条件。直接测量恒星能量下的横截面是非常具有挑战性的--如果可能的话。这主要是由于感兴趣的反应的横截面非常低（特别是当它涉及带电粒子时），和/或许多关键核的放射性性质。为了克服这些困难，各种间接的方法，如转移反应方法在能量高于或接近库仑势垒被用来测量所涉及的化合物核的光谱特性，需要计算的横截面或天体物理学的兴趣反应速率。本文首先介绍了转移反应方法的基本特点和理论概念，然后结合近年来在核天体物理中进行的一些关键反应的实验研究，对转移反应方法进行了阐述。
2021-07-28 nucl-ex
Breakup of loosely bound nuclei as indirect method in nuclear astrophysics: 8B, 9C, 23Al
本文讨论了在核天体物理学中使用中能松散束缚核的单核子破裂反应作为一种间接方法。这些都是外围过程，因此我们可以提取渐近归一化系数（ANC），从中可以推断天体物理学感兴趣的反应速率。为了显示该方法的实用性，三个不同的情况下进行了讨论。在第一，现有的实验数据的崩溃的8B在能量从30至1000 MeV/u和9 C在285 MeV/u的轻通过重的目标进行了分析。在程函近似和在光学极限使用不同的有效相互作用的Glauber模型计算给出一致的，虽然略有不同的结果，显示该方法的精度的限制。结果表明，产生太阳中微子7 Be（p，γ）8B的关键反应的天体物理因子S17（0）=18.7 ± 1.9eVb。它与其他间接方法和大多数直接测量的值一致，但有一个。碎裂反应可以用放射性核束测量，其强度弱到每秒几个粒子，因此可以用于核天体物理学无法直接测量或其他间接方法的情况。我们讨论了利用质子滴线核23 Al的分裂来获得光谱信息和22 Mg（p，γ）23 Al的恒星反应速率的建议。
2005-08-25 nucl-ex nucl-th
LUNA: a Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics
天体物理学的本质是，人们试图理解的许多过程和物体在物理上是无法接近的。因此，重要的是，那些可以在实验室研究的方面是相当好的理解。其中一个方面是核聚变反应，这是核天体物理学的核心。它们敏感地影响着宇宙最早阶段和其后形成的所有天体中元素的核合成，并控制着相关的能量产生、中微子光度和恒星的演化。介绍了一种基于地下加速器实验室LUNA的核聚变反应研究方法。
2009-06-05 nucl-ex
Nuclear physics uncertainties in neutrino-driven, neutron-rich supernova ejecta
核心坍缩超新星（CCSNe）中的中子驱动喷出物提供了一个有趣的天体物理场景，其中Sr和Ag之间的较轻的重元素可以合成。以前的研究强调了（$α,n$）反应在这些元素的产生中所起的重要作用，特别是在富中子和富α环境中。本文研究了在不同天体物理条件下元素丰度对特定（$α,n$）反应速率不确定度的敏感性。在蒙特卡洛核合成研究超过36个代表性的天体物理风条件下，我们已经确定了最重要的反应的基础上，他们对最终元素丰度的影响。对这些反应的实验研究将减少核合成的不确定性，并有可能利用观测来了解较轻重元素的起源及其形成的天体物理条件。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
KeV Astrophysics With GeV Beams; Blazing a New Trail on the Summitt of Nuclear Astrophysics
利用GeV的轻离子和电子束产生高通量的实光子和虚光子，研究了核天体物理中的一些问题。GeV的8B束被用来研究8B的库仑解离，从而7 Be（p，γ）8B反应。这个反应是估计8B太阳中微子通量的不确定性的主要来源之一，也是计算8B太阳中微子通量的关键输入。8B的库仑解离似乎提供了一种可行的方法来测量7 Be（p，gamma）8B反应速率，RIKEN 1、RIKEN 2、GSI 1和MSU公布的结果的加权平均值为S17（0）= 18.9 +/- 1.0 eV-b。然而，该结果不包括估计为+/-10%的理论误差。另一方面，GeV电子束，用于创建一个高通量的真实和虚拟的光子在隧道HIGS和MIT贝茨，分别，我们讨论了两个新的建议，研究12 C（α，γ）16 O反应与真实和虚拟的光子。12 C（alpha，gamma）16 O反应对于理解II型和Ia型超新星是必不可少的。指出GeV轻离子和电子束产生的虚光子和实光子对研究核天体物理中的某些问题是有用的。
2001-07-12 astro-ph nucl-ex nucl-th
Nuclear-Physics Multi-Messenger Astrophysics Constraints on the Neutron-Star Equation of State: Adding NICER's PSR J0740+6620 Measurement
在过去的几年里，对中子星和中子星合并的新观测提供了丰富的数据，使人们能够将核物质的状态方程限制在核饱和密度以上。然而，大多数观测都是基于质量约为1.4太阳质量的中子星，探测密度高达$\sim$核饱和密度的3-4倍。甚至更高的密度在大质量中子星（如PSR J 0740 +6620）内部被探测到。最近，新的射电观测更新了PSR J 0740 +6620的质量估计，NICER和XMM望远镜的X射线观测限制了它的半径。基于这些新的测量，我们重新审视我们以前的核物理学多信使天体物理学约束，并获得更新的约束状态方程描述的中子星内部。通过结合两个射电望远镜的天体物理观测、两个NICER测量、两个引力波探测GW 170817和GW 190425、千诺瓦AT 2017 gfo的详细模型以及伽马射线暴GRB 170817 A，我们能够在$90\%$置信度下估计一个典型的1.4太阳质量中子星的半径为$11.94^{+0.76}_{-0.87} \rm{km}$。我们的分析使我们能够重新审视中子星的最大质量的上限，并不赞成存在一个强大的一阶相变从核物质到奇异形式的物质，如夸克物质，中子星内。
2021-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Underground nuclear astrophysics: why and how
核天体物理学的目标是测量天体物理学中感兴趣的核物理反应的截面。在恒星温度下，由于库仑势垒的抑制，这些截面非常低。宇宙线感生本底严重限制了与天体物理过程相关能量的反应截面的测定，为了提高信噪比，需要安排实验装置。然而，在地下场所进行实验，减少了这种背景，为超低截面测定开辟了道路。LUNA（地下核天体物理实验室）是这方面的先驱。两个加速器安装在格兰萨索的INFN国家实验室（LNGS），允许研究接近恒星能量的核反应。总结了所使用的相关技术，包括加速器，目标生产和表征，以及背景处理。
2016-01-02 nucl-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Opportunities for Nuclear Astrophysics at FRANZ
目前正在开发的“Frankfurter Neutronenquelle am Stern-Gerlach-Zentrum”（FRANZ）将是世界上天体物理学上令人感兴趣的能源区域中最强的中子源。它的强度将比卡尔斯鲁厄研究中心（FZK）的成熟中子源高出约三个数量级。
2009-09-29 astro-ph.IM nucl-ex
Recent results in nuclear astrophysics
在这篇评论中，我们强调天体物理观测，建模和核物理实验室实验之间的相互作用。天体物理学中几个重要的核截面早已被确定，例如恒星演化的12 C（alpha，gamma）16 O，或s-过程的中子源13 C（alpha，n）16 O和22 Ne（alpha，n）25 Mg。最近，对最古老恒星中锂丰度的观测，或者对来自太空的核伽马射线线的观测，都需要新的实验室实验。热核反应速率的新评估现在包括了天体物理模型中使用的相关速率不确定性，以i）估计核合成产额的最终不确定性，ii）识别需要进一步实验研究的反应。有时可以直接测量横截面，但更普遍的是，鉴于非常低的截面，必须使用间接方法。非热过程经常被忽视，但对核天体物理学也很重要，例如太阳耀斑的伽马射线发射或宇宙射线与物质的相互作用，也激发了实验室实验。最后，我们表明，除了核天体物理学的历史动机之外，理解i）驱动恒星演化的能量来源和ii）元素的起源也可以用来提供超越标准模型的物理学新见解。
2016-05-25 astro-ph.HE nucl-ex
Managing Information for Sparsely Distributed Articles and Readers: The Virtual Journals of the Joint Institute for Nuclear Astrophysics (JINA)
核天体物理学研究领域的特点是需要在几个领域的几十种期刊上发表的信息，而且研究人员的分布极其分散。由于这些原因，研究人员，特别是学生，很难充分了解相关的已发表研究。例如，对于一个由教授和他的两个学生组成的小组来说，通常采用的期刊俱乐部效率很低。为了解决这个问题，我们开发了一个虚拟期刊（VJ），这是一个收集和分发核天体物理研究人员感兴趣的每周文章汇编的过程。订阅者将通过电子邮件列表服务器或RSS提要收到每个VJ问题的通知。VJ数据库可通过编辑指定的主题或关键字进行搜索。有两个相关的VJ：核天体物理学虚拟杂志（JINA VJ）和SEGUE虚拟杂志（SEGUE VJ）。JINA VJ还可作为JINA REACLIB反应速率数据库的新实验和理论信息的来源。参考文献综述文章和流行水平的文章提供了一个介绍文学的学生。有关VJ和支持信息，请访问http://groups.nscl.msu.edu/jina/journals
2009-07-16 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Shell model for heavy nuclei and its application in nuclear astrophysics
重核的壳模型计算是核物理中一个长期存在的问题。位形空间中的壳模型截断是一个不可避免的步骤。投影壳模型（PSM）在变形平均场解的指导下截断空间。这意味着PSM使用了一种新颖而有效的方法来桥接两种传统方法：变形平均场近似，这是广泛应用于重核，但只能在本征框架中描述物理，球壳模型对角化方法，这是最基本的，但只适用于小系统。我们讨论的基本理念，在建设的PSM（或一般PSM样）的方法。从PSM计算的几个例子。强调天体物理学的应用。
2006-09-01 astro-ph nucl-ex nucl-th
Nuclear Physics Meets the Sources of the Ultra-High Energy Cosmic Rays
确定天体物理源内宇宙射线核的注入成分，除了控制天体物理学的不确定性外，还需要对源物理和传播进行足够准确的描述。因此，我们研究宇宙射线天体物理学的核数据和模型的影响，其中涉及到在天体物理环境中的原子核的光致衰变到铁。我们表明，核模型的不确定性的影响可能是更大的环境中的非热辐射场比在宇宙微波背景。我们还研究了核级联的核模型的影响，在伽马射线暴辐射场，模拟的复杂程度相比，最精确的宇宙射线传播代码。我们的结论与同位素图描述的信息是必要的，原则上描述宇宙射线源和传播的核相互作用。
2017-07-18 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Experimental techniques to study the $γ$ process for nuclear astrophysics at the Cologne accelerator laboratory
德国科隆大学核物理研究所的核天体物理学装置致力于测量天体物理学相关能量下带电粒子诱导反应的总截面和部分截面。这些观测值是各种恒星场景的反应网络计算的关键成分，对于理解元素的核合成至关重要。实验利用高效率的$γ$射线光谱仪HORUS和10 MV FN串列加速器。一个更新的靶室，以及在过去几年中建立的进一步的实验方法，将提出允许测量截面下降到nb区域。通过$^{89}$ Y（p，$γ$）$^{90}$ Zr的调试实验证明了测量截面的可靠性。此外，还将介绍核天体物理学的应用。将讨论$^{93}$ Nb（p，$γ$）$^{94}$ Mo实验的结果以及与以前报道的结果相比的偏差。
2020-07-27 nucl-ex
Storage ring mass spectrometry for nuclear structure and astrophysics research
在过去的25年里，离子储存环已被证明是原子核结构和天体物理领域中对不稳定核素进行精密实验的有力工具。目前世界上有三个储存环设施，可以对储存的放射性离子进行实验。这些是在GSI，达姆施塔特/德国的ESR，在IMP，兰州/中国的CSRe，和RIKEN，琦玉/日本的R3储存环。在这项工作中，介绍了设施。介绍了选定的特征实验结果及其在核物理和天体物理中的影响。计划的技术发展和设想的未来实验进行了概述。
2018-11-29 nucl-ex physics.acc-ph
Low-Energy Nuclear Astrophysics - the Fascinating Region of A=7
我们讨论的结果和未来计划的低能量反应，在当前的核天体物理学研究中发挥重要作用，并集中在该地区的A=7。7 Be（p，gamma）8B和3 He（4 He，gamma）7 Be反应是理解太阳-中微子振荡现象的关键，而3 He（4 He，gamma）7 Be反应在宇宙7 Li丰度和大爆炸核合成问题中起着核心作用。我们还提出了关于电子捕获7 Be放射性核素的半衰期的主机依赖性的结果。
2006-11-26 astro-ph nucl-ex
Electromagnetic Dissociation as a Tool for Nuclear Structure and Astrophysics
库仑离解是一种特别简单而重要的反应机理。由于（目标）核的电场引起的扰动是精确已知的，因此可以从这样的测量中得出可靠的结论。辐射俘获过程的电磁矩阵元和天体物理S因子可以从实验中提取。我们描述了重离子非相对论和相对论电磁激发理论的基本内容。这与轻子（电子）的电磁激发形成对比，轻子（电子）的电荷很小，没有强相互作用。我们讨论了各种方法来研究高阶电磁效应以及这些效应如何依赖于实验的基本参数。在零程模型中用解析方法研究了中子晕核的离解。我们还回顾了如何处理核相互作用的方法，显示它们的特性以及如何避免它们（尽可能）。我们从理论的角度回顾了实验结果。在原子核结构物理学中，最令人感兴趣的是丰中子核中低电偶极强度的出现。本文讨论了库仑离解在某些与核天体物理有关的辐射俘获反应中的应用。8B的库仑离解与太阳中微子问题有关。探讨了该方法的潜力，特别是对未来研究（中）重奇异核的原子核结构和天体物理。我们的结论是，库仑解离机制在理论上是很好的理解，潜在的困难是确定的，可以照顾。在这一领域已经做了许多有趣的实验，预计将来会有更多的实验。
2003-07-01 astro-ph nucl-ex nucl-th
pynucastro: A Python Library for Nuclear Astrophysics
我们描述了pynucastro 2.0，一个用于交互式创建和探索天体物理核反应网络的开源库。我们展示了近似速率和使用细致平衡来创建反向速率的新方法，展示了如何构建网络并确定它们是否适合特定的科学应用，并讨论了过去几年对图书馆所做的更改。最后，我们展示了生成的网络的有效性，并分享了我们如何在仿真代码中使用pynucastro网络。
2022-10-18 astro-ph.IM nucl-ex
Ultra-sensitive in-beam gamma-ray spectroscopy for nuclear astrophysics at LUNA
用于核天体物理学的超灵敏束内伽马射线光谱学研究是在位于意大利格兰萨索实验室地下深处的LUNA（地下核天体物理实验室）400 kV加速器上进行的。由于采用了一种特殊结构的被动屏蔽，使LUNA实验室γ射线本底（E_γ<3MeV）降低到与地下γ计数装置相当的水平。本文研究了入射α束的γ射线本底。这些数据用于评估在LUNA进行敏感束内实验的可行性，并通过扩展，在类似的拟议设施。
2008-12-17 nucl-ex
The gamma-ray spectrometer HORUS and its applications for nuclear astrophysics
本文介绍了一种在束测量与天体物理有关的带电粒子感生反应绝对截面的专用装置。这些，通常很低，截面在天体物理学感兴趣的能量是重要的，以改善重核的核合成过程的建模。特别强调的是放在生产的$p$核在天体物理$γ$过程中。最近开发的装置利用高效率的$γ$ -射线光谱仪HORUS，它位于科隆核物理研究所的10 MV FN串列离子加速器。将介绍这种装置的设计，并讨论最近测量的$^{89}$ Y（p，$γ$）$^{90}$ Zr反应的结果。与现有数据的良好协议表明，HORUS光谱仪是一个强大的工具，以确定总的和部分截面使用在束方法与高纯度锗探测器。
2014-05-12 nucl-ex
Simulation of heat transfer and dissipation in targets used in nuclear astrophysics experiments
本文对强离子束流核天体物理实验中靶的热产生和热耗散进行了随时间变化的数值计算。模拟结果对选择靶的厚度、最大离子束流以及冷却靶的设计方案具有指导意义。发现对于非常薄的靶（$^{27}Al(p,p),^{12}C(p,p)$），靶内的热生成相对低，并且可以使用相当量的高电流（几个$μ$ A）而没有任何熔化问题。但在厚靶（$^{27}Al(p,γ),^{12}C(p,γ)$）的情况下，冷却对于反应靶的存活至关重要。
2020-02-24 nucl-ex physics.ins-det
A simple method to prepare deuterated targets for experiments relevant to nuclear astrophysics
在这项工作中，一个简单而有效的薄（$50- 350μg/cm^2$）氘代聚乙烯靶的制备方法。本文介绍了一种不使用任何深冷冷冻而能从铸件表面容易地去除薄靶的方法。利用热膨胀特性的差异将薄膜与载玻片分离。3-使用$α$放射源测量靶厚度。利用衰减全反射（ATR）方法对制备的靶材的材料特性进行了验证。
2020-08-19 nucl-ex physics.ins-det
