[논문 리뷰] An investigation of the role of spectroscopic factors in the breakup reaction of 11Be

Bora Canbula, Ramazan Bulur외 2명|arXiv (Cornell University)|2014. 10. 23.

Nuclear Physics and Applications인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 49.3 MeV/nucleon에서 $^{11}$Be가 $^{12}$C에 대해 붕괴 반응을 겪는 중성자 홀로 핵의 광학 모델을 사용하여 분석한다. 이 모델은 분광 인자와 붕괴 효과를 포함한다. 39.1 MeV/nucleon에서의 $^{10}$Be+$^{12}$C 잠재력에 실험 데이터를 적합시키고, 새로운 핵 수준 밀도 모델을 도입함으로써, 저자들은 분광 인자와 자극 상태 밀도를 포함시킬 경우 탄성 산란 데이터와의 일치도가 크게 향상됨을 보여주며, 이들이 홀로 핵 반응을 기술하는 데 핵심적인 역할을 함을 입증한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 49.3 MeV/nucleon에서 중성자 홀로 핵 $^{11}$Be가 $^{12}$C에 대해 탄성 산란에 분광 인자가 미치는 영향을 조사한다.
• 홀로 핵에 대한 광학 모델 계산에서 붕괴 효과와 자극 상태 밀도를 포함시키는 것이 미치는 영향을 평가한다.
• 새로운 핵 수준 밀도(NLD) 접근법을 사용한 직접 중성자 포획 반응 모델을 통해 $^{11}$Be의 분광 인자를 결정한다.
• 39.1 MeV/nucleon에서 실험 데이터에 $^{10}$Be+$^{12}$C 광학 잠재력을 처음으로 적합시켜 탄성 산란의 기술을 향상시킨다.

제안 방법

• 광학 모델이 $^{11}$Be+$^{12}$C 시스템에 적용되며, $^{11}$Be는 $^{10}$Be 코어와 계면 중성자로 이루어진 이체계로 간주된다.
• 전역 광학 잠재력을 사용하여 $^{10}$Be+$^{12}$C, $^{12}$C+$^{10}$Be, 및 $^{1}$H+$^{12}$C에 대한 효과적 잠재력을 구성하고, 실험 데이터에 적합시킨다.
• $^{10}$Be+$^{12}$C 잠재력은 39.1 MeV/nucleon에서 탄성 산란 데이터에 적합시켜, 코어-타겟 상호작용 모델링을 정확하게 수행할 수 있다.
• 비탄성 붕괴 기여를 고려하기 위해 동적 극화 잠재력(DPP)이 포함된다.
• 새로운 핵 수준 밀도(NLD) 모델을 사용한 직접 포착 반응 모델을 통해 분광 인자가 결정된다. 이 모델은 핵의 타원형 변형에 민감하다.
• 전체 광학 잠재력은 체적, 표면, 쿠론트, 스핀-오비탈 항목을 포함하며, 매개변수들은 실험적 탄성 단면적을 재현하도록 조정된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 분광 인자는 49.3 MeV/nucleon에서 $^{11}$Be가 $^{12}$C에 대해 탄성 산란 단면적에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 붕괴 효과와 자극 상태 밀도를 포함시키면 $^{11}$Be 탄성 산란의 기술에 어느 정도 향상되는가?
• RQ3 39.1 MeV/nucleon에서 데이터에 기반한 $^{10}$Be+$^{12}$C 광학 잠재력은 $^{11}$Be 반응에 신뢰성 있게 적용될 수 있는가?
• RQ4 타원형에 의존하는 핵 수준 밀도 모델을 포함시키면 분광 인자 결정에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 DPP(가상 결합 잠재력)를 포함시키는 것이 홀로 핵에 대한 광학 모델 계산의 정확도에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 분광 인자와 붕괴 효과를 포함한 광학 모델 계산은 49.3 MeV/nucleon에서의 $^{11}$Be+$^{12}$C 실험적 탄성 단면적 데이터를 높은 정확도로 재현한다.
• 39.1 MeV/nucleon에서 데이터에 적합된 $^{10}$Be+$^{12}$C 광학 잠재력은 $^{11}$Be 계산에 신뢰할 수 있는 코어-타겟 상호작용을 제공한다.
• 새로운 NLD 접근법을 사용한 직접 포착 모델을 통해 유도된 $^{11}$Be의 분광 인자는 실험 데이터와 일치하며, 이론적 예측을 향상시킨다.
• 표면(DPP) 잠재력의 포함은 비탄성 붕괴 기여의 기술에 크게 기여한다.
• 타원형에 의존하는 핵 수준 밀도 모델을 사용할 경우 이전 모델보다 더 정확한 분광 인자를 도출할 수 있다.
• 결과는 분광 인자와 자극 상태 밀도가 $^{11}$Be와 같은 홀로 핵의 탄성 산란을 정량적으로 이해하는 데 필수적임을 입증한다.