[論文レビュー] An investigation of the role of spectroscopic factors in the breakup reaction of 11Be

Bora Canbula, Ramazan Bulur+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 2014

Nuclear Physics and Applications被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、49.3 MeV/核子のエネルギーで $^{11}$Be が $^{12}$C に対して起こす崩壊反応を、分光学的因子と崩壊効果を組み込んだ光学モデルを用いて調査した。39.1 MeV/核子での実験データに $^{10}$Be+$^{12}$C のポテンシャルをフィットさせ、新しい核レベル密度モデルを用いることで、分光学的因子と励起状態密度を含めることで、弾性散乱データとの一致が著しく向上することを示した。これは、これらの要因が陽子殻核反応を記述する上で極めて重要な役割を果たしていることを示している。

ABSTRACT

The experimental elastic cross section data of the projectile 11Be on target 12C at 49.3 MeV/nucleon energy is analysed. The calculations for the elastic scattering is performed by the phenomenological optical model. The different optical potentials to include breakup effects into the calculations, which are neutron+12C, neutron+10Be and 10Be+12C are described with the aid of the global potentials for neutron interactions and fitted to experimental data for the core and target interaction. Also, the first analysis of the optical model for 10Be on target 12C at 39.1 MeV is done for building the interaction potential of the core and the target for 11Be. For investigating the effects of the spectroscopic factor obtained from the direct capture process using the nuclear level density are compared with the previous cross section and spectroscopic factor results. Obtained results for the elastic cross section are reproduced the experimental data very well, and shows the requirement of including spectroscopic properties such as the spectroscopic factors and the density of the excited states to explain this elastic cross section data.

研究の動機と目的

• 49.3 MeV/核子のエネルギーで、中性子殻核 $^{11}$Be が $^{12}$C に対して弾性散乱を示す際の分光学的因子の役割を調査すること。
• 陽子殻核の光学モデル計算において、崩壊効果と励起状態密度を含めることの影響を評価すること。
• 新しい核レベル密度（NLD）アプローチを用いた直接中性子捕獲反応モデルを用いて、$^{11}$Be の分光学的因子を特定すること。
• 39.1 MeV/核子での実験データに $^{10}$Be+$^{12}$C の光学ポテンシャルを初めてフィットさせることで、弾性散乱の記述を改善すること。

提案手法

• 光学モデルを $^{11}$Be+$^{12}$C 系に適用し、$^{11}$Be を $^{10}$Be コアと価電子の2体系として扱った。
• グローバル光学ポテンシャルを用いて $^{10}$Be+$^{12}$C、$^{12}$C+$^{10}$Be、および $^{1}$H+$^{12}$C の有効ポテンシャルを構築し、実験データにフィットさせた。
• $^{10}$Be+$^{12}$C ポテンシャルは、39.1 MeV/核子での弾性散乱データにフィットさせることで、コアと標的の相互作用を正確にモデル化できた。
• 非弾性的崩壊寄与を考慮するため、動的極化ポテンシャル（DPP）を導入した。
• 核の非軸対称性に敏感な新しい核レベル密度（NLD）モデルを用いた直接捕獲反応モデルにより、分光学的因子を決定した。
• 完全な光学ポテンシャルには体積項、表面項、クーロン項、スピン-軌道項が含まれ、実験的弾性断面積を再現できるようにパラメータを調整した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分光学的因子は、49.3 MeV/核子のエネルギーで $^{11}$Be が $^{12}$C に対して弾性散乱断面積にどのように影響を与えるか？
• RQ2 崩壊効果と励起状態密度を含めることで、$^{11}$Be の弾性散乱記述はどの程度向上するか？
• RQ3 39.1 MeV/核子でのデータから、$^{10}$Be+$^{12}$C の光学ポテンシャルを $^{11}$Be 反応に応用する上で信頼できるものと見なせるか？
• RQ4 非軸対称性依存の核レベル密度モデルを用いることで、分光学的因子の決定にどのような影響を与えるか？
• RQ5 DPP（仮想結合ポテンシャル）を含めることで、陽子殻核の光学モデル計算の精度はどの程度向上するか？

主な発見

• 分光学的因子と崩壊効果を含めた光学モデル計算は、49.3 MeV/核子の $^{11}$Be+$^{12}$C の実験的弾性断面積データを高い精度で再現した。
• 39.1 MeV/核子でのデータにフィットされた $^{10}$Be+$^{12}$C の光学ポテンシャルは、$^{11}$Be 計算におけるコア-標的相互作用を信頼できるものとした。
• 新しいNLDアプローチを用いた直接捕獲モデルにより導かれた $^{11}$Be の分光学的因子は、実験データと整合的であり、理論的予測を改善した。
• 表面項（DPP）を含めることで、非弾性的崩壊寄与の記述が著しく向上した。
• 非軸対称性依存の核レベル密度モデルを用いることで、従来のモデルに比べてより正確な分光学的因子が得られた。
• 本研究の結果は、$^{11}$Be のような陽子殻核の弾性散乱を定量的に理解する上で、分光学的因子と励起状態密度が不可欠であることを示している。