Ab initio informed 20Ne(p, p$α$)16O reaction elucidates the emergence of alpha clustering from chiral potentials
本文首次利用从头计算对称性适配无芯壳模型研究20Ne(p, pα)16O反应，揭示手征势如何驱动α团簇形成，并与反对称化分子动力学方法对比，验证了理论预测与实验数据的高度一致性。
2025-06-03 nucl-th
Ab initio symmetry-adapted approaches to nuclear reactions
本文综述了从头算对称性适配无芯壳模型在轻到中等质量核结构及反应研究中的最新应用，包括连续谱扩展、反应截面计算、光学势及α团簇效应，为核天体物理和超越标准模型物理提供微观基础。
2025-10-16 nucl-th
Machine learning approach to pattern recognition in nuclear dynamics from the ab initio symmetry-adapted no-core shell model
一种新的机器学习方法被用来提供对原子核的进一步了解，并在大规模计算的大量数据中检测有序模式。该方法利用了一个神经网络，训练从头计算的结果，从轻原子核的自适应无核壳模型（SA-NCSM）。我们表明，SA-NCSM，通过使用核动力学的主导对称性将从头算应用扩展到中等质量的原子核，当与机器学习方法相结合时，可以达到更重的原子核。特别是，我们发现，一个神经网络训练的概率幅$s$ -和$p$ -壳核波函数不仅预测占主导地位的配置较重的核，但此外，当测试的$^{20}$ Ne基态，它准确地再现了概率分布。由网络预测的不可忽略的配置提供了一个重要的输入SA-NCSM减少超大型模型空间到可管理的大小，可以反过来，在SA-NCSM计算中使用，以获得准确的可观的。神经网络是能够描述核变形，并用于跟踪沿$^{20-42}$镁同位素链的形状演变，这表明一个形状共存，是非常显着的中子丰富的同位素。我们提供的结构和变形的$^{24}$硅和$^{40}$镁感兴趣的X射线爆发核合成，甚至是非常重的核，如$^{166,168}$ Er和$^{236}$ U，建立在第一原理的考虑。
2021-07-03 nucl-th
Ab initio calculation of the alpha-particle monopole transition form factor
本文在核格点有效场论框架下对α粒子单极跃迁形状因子进行无参数从头计算，采用此前已成功描述轻核、中等质量核及中子物质的最小核相互作用，结果与美因茨精确数据吻合良好。
2024-01-17 hep-lat hep-ph nucl-ex
Efficacy of the SU(3) scheme for ab initio large-scale calculations beyond the lightest nuclei
本文报道了在无核壳模型（SA-NCSM）框架下从头计算原子核结构的计算特性。我们研究的计算复杂性的SA-NCSM的方法，称为LSU 3shell，通过分析从头计算结果6Li和12 C在大谐振子模型空间和SU（3）选择的子空间。我们展示了LSU 3壳的强缩放特性，实现了高度并行的方法来计算多体矩阵元素。结果与完整的模型空间计算和显着的内存节省在物理上重要的应用程序中实现。特别是，一个精心选择的mathony适应的基础上提供了存储器的节省计算的状态与一个固定的总角动量在大的模型空间，同时精确地保持平移不变性。
2016-02-09 nucl-th
Emergent symplectic symmetry in atomic nuclei: Ab initio symmetry-adapted no-core shell model
精确的对称性和破缺现象在更好地理解多粒子系统的物理学中起着关键作用，从夸克和原子核，到分子和星系。在原子核中，精确的和占优势的对称性，如旋转不变性，宇称和电荷独立性已经清楚地建立。除了这种对称性，核动力学的性质似乎表现出高度的复杂性，直到现在，我们才显示出原子核中涌现的近似对称性的基本作用，辛Sp（3，R）对称性，从从头算研究开始，从现实的相互作用清楚地揭示。在这篇文章中，我们详细介绍并增强了我们最近在《物理评论快报》124（2020）042501中提出的发现，这些发现将Sp（3，R）确定为强相互作用的非常好的对称性，并指出少数平衡核形状（变形或未变形）的优势，这些形状具有相关的振动和旋转，保持了辛Sp（3，R）对称性。具体地说，我们发现，在其基态，以及在其低洼的激发态和巨共振，尊重这种对称性在60-80%的水平下的钙区域以下的核的结构。
2021-08-10 nucl-th
Alpha-Particle Monopole Form Factors with Ab Initio No-Core Shell Model
本研究采用从头算无芯壳模型计算α粒子弹性及非弹性单极形状因子，结果与手征有效场论超球谐计算接近，但与部分实验数据存在差异，凸显了深入探究该可观测量的必要性。
2025-10-01 nucl-ex nucl-th
Ab initio lattice study of neutron-alpha scattering with chiral forces at N3LO
本文首次利用N3LO手征相互作用的核晶格有效场论从头计算中子-阿尔法散射，发现结果在部分通道与经验数据高度一致，但在$^2P_{1/2}$通道存在差异，指出需进一步改进三核子力。
2025-07-11 hep-lat nucl-ex nucl-th
Electron-scattering form factors for 6Li in the ab initio symmetry-guided framework
我们提出了一个从头算适应无核壳模型描述$^{6}$锂。我们研究了$^{6}$ Li的基态结构和动量空间中的电荷密度分量对基态的影响，包括较高壳层的影响。我们通过调查电子散射电荷形状因子的动量转移高达$q \sim 4$ FM $^{-1}$。我们证明，这种适应性强的框架可以实现显着降低尺寸的等效大壳模型空间，同时保留任何动量转移的形状因子的准确性。这些新的结果证实了以前的结果为选定的光谱观测轻核，如结合能，激发能，电磁矩，E2和M1约化跃迁几率，以及点核子物质均方根半径。
2015-02-10 nucl-th
$^6$He structure from semiclassical 3D models based on $\textit{ab initio}$ spatial correlations
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Instituto Tecnológico de Aeronáutica（航空技术学院）；Henan University of Science and Technology（河南科技大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
本研究构建基于从头算空间关联的半经典三维模型，明确⁶He的结构特征，测得其几何参数，结果与唯象修正的连续离散耦合道方法计算值一致，为⁶He结构研究提供了新的半经典模型支撑。
2026-10-20 nucl-th
Ab initio calculation of the spectrum and structure of $^{16}$O
本文采用手征核有效场论方法对$^{16}$ O的低能偶宇称态进行了从头计算。我们发现很好的协议与经验能谱，电磁性质和跃迁率。对于基态，我们发现核子是以四面体α团簇构型排列的。对于第一个激发自旋0状态，我们发现，主要结构是一个正方形配置的α集群，旋转激发，包括第一个自旋2状态。
2014-02-24 hep-lat nucl-ex nucl-th
Towards Microscopic Ab Initio Calculations of Astrophysical S-Factors
低能俘获截面计算内的微观多体方法使用的有效哈密顿量来自阿贡V18势。在费米分子动力学（FMD），它使用高斯波包的基础上来表示多体状态的动力学处理。一个相移等效有效的相互作用内的酉相关算子方法（UCOM），明确对待短程中心和张量相关。作为第一个应用，介绍了3 He（alpha，gamma）7 Be反应。在FMD方法下，计算了7 Be的3/2束缚态和1/2束缚态的微观多体波函数，以及1/2+、3/2+和5/2+通道的多体散射态的微观有效哈密顿量的本征态。最后从多体散射和束缚态之间的E1跃迁矩阵元计算S因子。对于3 He（α，γ）7 Be的S-因子同意非常好，无论是在绝对归一化和能量依赖性，与最近的实验数据从魏茨曼，LUNA，西雅图和ERNA实验。对于3 H（α，γ）7 Li反应，计算的S因子比数据高约15%。
2010-11-10 nucl-th
Ab initio calculations of the isotopic dependence of nuclear clustering
核簇集描述了类似于较小核的结构的外观，例如较大核内部的α粒子（4He核）。虽然聚类对于几个著名的例子很重要，但关于原子核中聚类的一般性质仍有许多有待发现的地方。在这封信中，我们提出了基于手征有效场论的晶格蒙特卡罗计算的基态的氦，铍，碳，氧同位素。通过计算模型无关的措施，探测三个和四个核子的相关性在短距离内，我们确定的α集群的形状和纠缠的核子组成的每个α集群与外部介质。我们还介绍了一种新的计算方法，称为针孔算法，解决了一个长期存在的不足，在计算密度相关性相对于质心的非线性场蒙特卡罗模拟。我们使用针孔算法来确定质子和中子的密度分布和12 C，14 C，和16 C的集群相关的几何形状。碳同位素之间的结构相似性表明14C和16C具有类似于12C中众所周知的霍伊尔态共振的激发。
2017-11-09 astro-ph.SR hep-lat nucl-ex
Ab initio leading order effective potential for elastic proton scattering based on the symmetry-adapted no-core shell model
基于SA-NCSM框架和手征NNLO相互作用，通过Watson展开计算非局域主导阶有效折叠势，并求解Lippmann-Schwinger方程获取散射可观测量，成功描述了中重核的弹性质子散射。
2024-08-22 nucl-th
Clustering in nuclei from ab initio nuclear lattice simulations
核格点有效场论是一种新的多体理论，它牢固地植根于QCD的对称性。特别是，它允许真正的从头计算的原子核结构和反应。在这次演讲中，我专注于基于这种方法的细胞核中α聚类的出现。本文还讨论了近年来的各种研究成果，目前所用手征力的不足和改进的前景，以及核性质和动力学的计算。
2015-09-28 hep-lat hep-ph nucl-ex
Understanding the Effect of Chiral NN Parametrization on Nuclear Shapes From an Ab Initio Perspective
基于第一性原理对称适应无核壳模型，首次分析了6Li和12C低能态的集体形状特征受底层核子-核子相互作用参数化的影响，发现12C激发2+态对参数显著更敏感并表现出涌现的形状共存。
2023-11-21 nucl-th
Description of alpha-clustering of 8Be nucleus states in high-precision theoretical approach
在较宽的激发能范围内，对8Be原子核的团簇态和非团簇态进行了细致的理论研究.表征这些状态的α-集群的程度的量：光谱因子，集群形状因子以及α-衰变宽度计算在一个准确的从头算方法开发的框架。同时还计算了~ 8Be谱的其他基本性质：结合能、激发能、平均同位旋值。在大多数情况下，计算结果与光谱数据吻合得很好。提出了一些预测，并提出了相应的验证实验。展望了该方法在核谱学中的应用前景。
2020-06-26 nucl-th
Quantifying uncertainties in neutron-alpha scattering with chiral nucleon-nucleon and three-nucleon forces
背景资料：现代从头算理论结合手征有效场论的高质量核子-核子（NN）和3-核子（3 N）相互作用，可以对天体物理和聚变能应用中的低能光-核反应提供预测性的描述。然而，迄今为止，计算的高成本阻碍了对这种计算的不确定性预算的完整分析。目的：从NN势到五阶（N4 LO）与领先阶3 N力结合开始，我们研究了手征展开的逐阶收敛以及3 N接触和接触加一π交换低能常数（cE和cD）的置信区间如何对中子-He弹性散射多体计算的总体不确定性预算做出贡献。研究方法：我们在无核壳模型和连续介质无核壳模型的从头算框架内计算了三、四和五核子系统的结构和反应观测量。使用一小组设计运行，我们构建了一个高斯过程模型（GPM），作为一个统计模拟器的理论。有了这个，我们可以深入了解3 N低能常数的不确定性如何在整个计算过程中传播，并使用马尔可夫链蒙特卡罗方法确定这些参数的贝叶斯后验分布。
2020-04-17 nucl-th
Alpha-clustered hypernuclei and chiral SU(3) dynamics
利用精确的团簇方法（Hyper-THSR波函数）结合由手征SU（3）有效场论导出的密度依赖的$Λ$超子-核相互作用，研究了具有$α$团簇亚结构的轻超核.这种相互作用包括重要的两π交换过程，涉及$ΣN$中间态和相关的三体机制，以及有效质量和表面项中产生的介质$Λ$自能的衍生物扩展。给出了$_Λ^9$ Be和$^{13}_Λ$ C的应用和计算结果，并进行了讨论。此外，最轻的$α$集群超核，$^5_Λ$ He使用现实的$ab initio$四核子密度的结果显示。
2014-01-09 nucl-th
New Insights into Backbending in the Symmetry-adapted Framework
我们提供了新的见解回弯现象的框架内，自然地描述了原子核的内在变形。对于$^{20}\text{Ne}$，轻核回弯的典型例子，从头算适应的无核壳模型表明，虽然能谱复制的刚性转子假设下的实验能量的回弯，有没有改变的内在变形或内在自旋的yraast带周围的回弯。对于传统的例子$^{48}\text{Cr}$，计算在价壳层与经验的相互作用，我们确认一个高自旋核，有效的球形，与以前的模型。然而，我们发现，这种球形分布的结果，平均而言，从变形扁长形状与变形扁和三轴形状几乎相等的混合。微观计算证实了自旋排列和构型混合的重要性，但令人惊讶的是，没有发现转动惯量的异常增加。这一发现为进一步理解中等质量核的转动行为和转动惯量开辟了道路。
2022-05-14 nucl-th
Ab initio translationally invariant nucleon-nucleus optical potentials
本文融合 SA-NCSM 与单粒子 Green 函数方法构建从头算核子–原子核光学势，准确再现 0.5–10 MeV 中子在 ^4He 上的弹性散射数据，并消除虚假质心运动问题。
2024-01-20 nucl-th
Benchmark calculations of electromagnetic sum rules with a symmetry-adapted basis and hyperspherical harmonics
我们证明了计算电磁和规则的能力与\textit{ab initio}的灵活适应无芯壳模型。通过实施Lanczos算法，我们计算非能量加权，能量加权，和逆能量加权和规则的电偶极，偶极和四极跃迁在$^4$他使用现实的相互作用。我们基准的结果与超球谐函数的方法，并显示协议内$2σ$，其中的不确定性估计使用的多体技术。我们调查的结果依赖于三种不同的相互作用，包括手征势，我们报告的$^4$他的电偶极子极化率计算的SA-NCSM再现的实验数据和早期的理论结果。我们还详细介绍了一种新的使用劳森程序，以消除虚假的质心贡献的总和规则，产生使用实验室框架坐标。我们进一步表明，这种相同的技术可以应用在洛伦兹积分变换方法，着眼于研究光通过中等质量核的电磁反应。
2020-03-12 nucl-th
Euclidean resonance and a new type of nuclear reactions
量子隧穿几乎经典势垒的极小几率，在特殊的非定常场作用下，可能变得不小。当隧穿率接近于由非稳态场定义的某个共振值（欧几里德共振）时，隧穿率随粒子能量的变化有一个尖锐的峰值。原子核的α衰变概率很小，因为α粒子应该穿过一个非常不透明的库仑势垒。入射质子由于与隧穿α粒子的库仑相互作用，在α粒子隧穿过程中起着非稳态场的作用，这可能导致欧几里德共振。在共振质子能量为0.2兆电子伏的量级时，α粒子逃离原子核并进入无限远，不受核库仑势垒的影响。这个过程是非弹性的，因为α粒子释放能量，而质子获得能量，质子对α衰变的刺激构成了一种新型的核反应。
2003-02-22 nucl-th
Ab initio single-neutron spectroscopic overlaps in lithium isotopes
本文在从头算对称性适配无芯壳模型框架下计算锂同位素的单中子谱重叠、渐近归一化系数和谱因子，结果与其他从头算方法及实验值吻合良好，为扩展至更重核及提取团簇间有效相互作用奠定基础。
2023-11-30 nucl-ex nucl-th
Collective Modes in Light Nuclei from First Principles
基于SU（3）耦合方案的从头算无核壳模型计算结果表明，轻核中的集体模来自第一性原理。的低洼状态的6Li，8Be，和6He显示出有序的模式，有利于空间配置与强四极形变和互补的低内在自旋值，这是符合核辛模型的图片。研究结果还表明，一个务实的道路前进，以适应变形驱动的集体功能在从头算分析时，他们占主导地位的核景观。
2013-12-03 nucl-th
Ab initio study of nuclear clustering in hot dilute nuclear matter
本文利用核格点有效场论与SU(4)对称相互作用，引入轻结团蒸馏方法研究热稀疏核物质中结团丰度随密度和温度的变化，发现低密度下与理想气体模型一致，高密度下因结团相互作用产生偏差，为相关碰撞模型提供了基准。
2023-05-24 hep-ph nucl-ex nucl-th
Ab initio optical potentials for magnesium isotopes at intermediate energies: from stability to the island of inversion
Michigan State University（密歇根州立大学）；Ohio University（俄亥俄大学）
本文基于从头计算方法，首次计算了镁同位素的非局域光学势，通过比较全球模型验证了其在近N=20倒置岛区域的反应建模有效性。
2026-08-04 nucl-ex nucl-th
Ab initio Translationally Invariant Nonlocal One-body Densities from No-core Shell-model Theory
[背景]众所周知，有效的核相互作用一般是非局域的。因此，如果从{ \it ab initio}非核壳模型（NCSM）计算得到的核密度要用于反应计算，则必须有非定域不变的非定域密度。[目的]虽然从NCSM计算中提取定域不变的单体局域密度来计算半径和跃迁振幅等核局域观测量是标准的方法，但到目前为止还没有考虑相应的非局域单体密度。一个主要的原因是，到目前为止，从NCSM波函数中去除质心分量的过程只针对局域密度而开发。【结果】导出了从NCSM和SA-NCSM计算得到的非局域单体密度中去除质心贡献的公式，并应用于$^4$ He、$^6$ Li、$^{12}$ C和$^{16}$ O的基态密度。[结论：]我们发现所研究的核的基态密度的非定域性随角动量分量的增加而增加。这些贡献的相对大小随着角动量的增加而减小。一般情况下，我们所研究的单体密度矩阵的非定域结构是由核的壳结构给出的，不能用简单的泛函形式来描述。
2017-11-19 nucl-th
Quantifying alpha clustering in light nuclei from binding energies
核团簇的起源是什么？它是如何从核相互作用中产生的？虽然有足够的实验证据证明这一现象，但直接从核子作为自由度的理论表征仍然是一个挑战，这使得很难使用集群可观测量来改善核力。在这项工作中，一个简单的能量比的有效标度参数的基础上，提出了一个简单的评估质量的核力的α集群（${ {}^{4}\text{He} }$）在束缚和窄基态核。所提出的聚类比是无参数的，并正确识别轻核中的基本α聚类特征。发现在从${ {}^{6}\text{Li} }$到${ {}^{14}\text{C} }$的核中，最先进的\textit{ab initio}核力低估了关键核如${ {}^{8}\text{Be} }$和${ {}^{12}\text{C} }$中α聚集的程度。严格的约束结合能，然后提供反向传播10\%的相对不确定性的实验聚类率使用并行马尔可夫链蒙特卡罗算法。它表明，核$^{6,7}$ Li，$^7$ Be，$^{10,11}$ B，和$^{11}$ C的结合能需要得到几十keV精度的核力，以确保在轻核中的基本α聚类功能的适当再现。这项研究提供了一个新的和实用的路径，以指导未来优化的核力与中等质量的核的潜在影响。
2020-10-16 nucl-ex nucl-th
Dependence of the triple-alpha process on the fundamental constants of nature
本文用从头计算方法计算了^4He、^8Be和^{12}C的基态能量和^{12}C的Hoyle态能量与夸克质量的关系。这些研究是在格点手征有效场论的框架内进行的。我们解决红巨星的碳和氧的生产率的敏感性的基本常数的性质，通过考虑轻夸克质量的变化和电磁精细结构常数的三α过程的反应速率的影响。正如我们所知，碳和氧对生命是必不可少的，我们还讨论了我们的发现对人类宇宙观的影响。我们发现了强有力的证据表明，三α过程的物理学是由α聚类驱动的，并且在\simeq 2 - 3%水平上的基本参数的变化不太可能对生命的发展有害。由于对两核子S波散射参数的夸克质量依赖性的了解相对有限，目前不能排除对更大变化的容忍。格点量子色动力学有望在未来提供精确的散射参数估计。
2013-09-02 hep-lat hep-ph nucl-th
Symmetry-guided large-scale shell-model theory
在这篇综述中，我们提出了一个基于精确和部分对称性的指导策略，使我们能够更深入地理解和推进从头计算研究，以确定原子核的微观结构。这些对称性暴露了物理上相关的自由度，对于具有QCD启发的相互作用的大规模计算，允许通过非常结构化地选择基态来减小模型空间大小，以物理上相关的子空间。这可以指导对原子核中简单模式的探索，以及它们如何从第一原理中出现，以及超越当前限制的理论扩展到更重的原子核和更大的模型空间。这是说明了从头算适应的无核壳模型（SA-NCSM）和两个重要的基本对称性，辛Sp（3，R）群及其变形相关的SU（3）子群。我们回顾了广泛的范围内的核，这些对称性已被发现发挥了关键作用：从轻到中等质量的核，基于第一性原理的探索;通过霍伊尔态在C-12，在一个无核壳模型的角度来看;到强烈变形的物种的稀土和锕系元素的地区，在早期的研究中进行了调查。一个互补的图片，驱动的对称性对偶Sp（3，R），也进行了讨论。我们简要地回顾了在各种核理论模型中证明有用的量子引导技术，如Elliott模型，ab initio SA-NCSM，辛模型，伪SU（3）和伪辛模型，ab initio超球谐函数方法，ab initio格点有效场论，精确对加壳模型方法和团簇模型。这些方法加深了我们对原子核中涌现现象的理解，如增强集体性，巨共振，配对，晕和聚类的重要影响，进行了讨论。
2016-12-13 nucl-th
R-Matrix description of particle energy spectra produced by low-energy T+T reactions
本文提出了一个三体末态的R-矩阵模型，并将其应用于T+T->2n+ α反应中子能谱的测量。计算包括末态的n-alpha和n-n相互作用，角动量守恒，反对称化，以及不同通道之间的干涉。一个很好的拟合测量光谱，其中观察到的5 He基态的明确证据。该模型也被用来预测α粒子谱从T+T以及粒子谱从3 He +3 He。这里提出的R-矩阵方法是非常通用的，可以适用于各种各样的问题与三体的最终状态。
2015-04-11 nucl-ex nucl-th
Impact of clustering on the $^8$Li $β$ decay and recoil form factors
我们提出了前所未有的约束反冲修正的$β$衰变的$^8$锂，通过确定它们之间的强相关性和$^8$锂基态四极矩在大规模从头计算。这些结果对于提高探测弱相互作用理论和测试标准模型（BSM）之外的物理的高精度实验的灵敏度至关重要。此外，我们的计算预测的$2^+$态的$α+α$系统，是积极的$β$衰变，但尚未观察到的实验$^8$ Be能谱，并有一个重要的影响，反冲修正和$β$衰变的$A=8$系统。这种状态和相关的$0^+$状态是出了名的难以建模，由于它们的集群结构和集体的相关性，但成为可行的从头算适应无核壳模型框架中的计算。
2022-05-20 nucl-ex nucl-th
