[論文レビュー] Reply to the Comments on the 12C+12C fusion S^*-factor

А. Туміно, C. Spitaleri+15 more|arXiv (Cornell University)|Jul 16, 2018

Nuclear physics research studies参考文献 9被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、Natureに掲載された12C+12C融合S*-因子の測定値を擁護し、Mukhamedzhanov、Tang、Pangによる批判が根拠に欠けると主張する。トロイの木馬法（THM）の分析は妥当であり、運動量移動およびド・ブロイ波長の考察によって平面波近似が正当化され、観測された前方ピークを示すドデュウロンの角度分布は、批判者らの歪んだ波動近似予測と矛盾する。直接測定データへの正規化は、特定のデータセットに大きく依存せず、安定している。また、批判者らの理論的モデルは、特に前方ピークとS*-因子のエネルギー依存性を再現できていない。

ABSTRACT

The goal of this reply is to draw attention of the readers that the major problems rose in the short Comment authored by A.M. Mukhamedzhanov, X. Tang and D.Y. Pang (arXiv:1806.05921) are totally groundless.

研究の動機と目的

• Mukhamedzhanov、Tang、Pangによる批判的コメントで提起された12C+12C融合S*-因子測定値に関する主張を反論すること。
• トロイの木馬法（THM）の分析が物理的に妥当であり、特に前方ピークを示すドデュウロンの角度分布と整合することを示すこと。
• 2.5–2.63 MeV cmエネルギー範囲における複数の直接データセットを用いて、THMのS*-因子の正規化手順を検証し、系統誤差を最小限に抑えること。
• 批判者らが提唱する理論的モデルが、角度分布の前方ピークやS*-因子の正しいエネルギー依存性といった、主要な実験的特徴を再現できないことを示すこと。
• 最終状態の三体クーロン相互作用が共鳴エネルギーをシフトさせないことを再確認すること。実験データにはそのようなシフトが観測されていない。

提案手法

• 著者らは、14N+12C反応を用いて、三体過程における12Cをスレーブ粒子として用いることで、12C+12C融合S*-因子をトロイの木馬法（THM）で抽出する。
• 高い運動量移動（qt = 500 MeV/c）と、12C+d半径（3 fm）に比べてはるかに小さいド・ブロイ波長（0.4 fm）を示すことで、平面波近似の正当化を図る。これは外縁的相互作用を示唆する。
• 実験誤差の範囲内で測定されたドデュウロン運動量分布と理論的平面波予測との一致は、測定された位相空間における歪み効果が顕著でないことを支持する。
• S*-因子は、2.5–2.63 MeV cmエネルギー範囲の直接実験データを用いて正規化され、系統誤差を低減するために複数のデータセットが使用される。
• 著者らは、THM結果と批判者らの歪んだ波動ボルン近似（DWBA）に基づく理論計算を比較し、角度分布の予測に根本的な不一致が生じることを示す。
• THMと直接データの重複領域を用いてTHMのS*-因子を外挿し、批判者らのモデルを評価する。その結果、高エネルギー領域でモデルが発散し、実験的傾向と一致しないことが判明する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 12C+12C融合反応のTHM分析は、理論的欠陥の主張にもかかわらず有効であるか？
• RQ2 14N+12C反応を用いた12C+12C S*-因子抽出において、平面波近似は正当化されるか？
• RQ3 観測された前方ピークを示すドデュウロンの角度分布は、批判者らのDWBAに基づく後方ピーク予測と矛盾するか？
• RQ4 THMのS*-因子の正規化は、安定的かつ系統誤差に強く、信頼できるか？
• RQ5 批判者らの理論的モデルは、12C+12C融合断面積のエネルギー依存性および角度分布を正確に再現できるか？

主な発見

• 高い運動量移動（qt = 500 MeV/c）と、12C+d半径（3 fm）に比べてはるかに小さいド・ブロイ波長（0.4 fm）のおかげで、平面波近似が正当化され、外縁的相互作用が確認される。
• 実験誤差の範囲内で測定されたドデュウロン運動量分布は、理論的平面波予測と一致しており、顕著な歪み効果がないことが裏付けられる。
• THMから得られたS*-因子は、低エネルギーで共鳴的上昇を示し、低エネルギー準位の存在と整合的である。T9 = 0.5 GKにおけるCF88外挿と比較して最大30倍の差が生じるが、批判者らの主張する500倍ではない。
• 批判者らの理論的モデルは後方ピークを予測するが、実験では前方ピークが観測されており、モデルは物理的に整合しない。
• 批判者らのモデルは高エネルギー領域で発散し、S*-因子のエネルギー依存性を再現できないが、THMの結果は重複領域で直接データと一致する。
• 共鳴エネルギーのシフトは観測されておらず、最終状態の三体クーロン相互作用がこの系の共鳴位置に顕著な影響を及ぼさないことが示される。