[논문 리뷰] Partial level density of the n-quasiparticle excitations in the nuclei of the 39< A <201 region

A. M. Sukhovoj, В. А. Хитров|arXiv (Cornell University)|2005. 12. 16.

Nuclear physics research studies참고 문헌 14인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 열성 중성자 포획 후 관측된 이중단계 캐스케이드 강도를 피팅하여 질량수 39 < A < 201 범위의 핵에서의 수준 밀도 모델을 제안한다. 이 모델은 n-준입자 진동에 기인한 부분적 기여로 수준 밀도를 분해하며, 집합적 증폭 인자와 코플러 쌍 파괴 임계값을 도출하여 스핀 창 내에서 정확한 수준 밀도 예측을 가능하게 하며, 현재 이론 모델의 한계를 드러내고 실험적으로 양성자 상관관계를 탐색할 수 있는 기회를 제공한다.

ABSTRACT

Level density and radiative strength functions are obtained from the analysis of two-step cascades intensities following the thermal neutrons capture. The data on level density are approximated by the sum of the partial level densities corresponding to n quasiparticles excitation. The most probable values of the collective enhancement factor of the level density are found together with the thresholds of the next Cooper nucleons pair breaking. These data allow one to calculate the level density of practically any nucleus in given spin window in the framework of model concepts, taking into account all known nuclear excitation types. The presence of an approximation results discrepancy with theoretical statements specifies the necessity of rather essentially developing the level density models. It also indicates the possibilities to obtain the essentially new information on nucleon correlation functions of the excited nucleus from the experiment.

연구 동기 및 목표

• 질량수 39 < A < 201 인 핵에서 n-준입자 진동에 기인한 부분적 수준 밀도 기여를 규명하는 것.
• 실험적 캐스케이드 자료에서 가장 가능성이 높은 집합적 증폭 인자와 코플러 쌍 파괴 임계값을 추출하는 것.
• 실험적으로 제약을 받는 준입자 진동을 기반으로 특정 스핀 창 내에서 수준 밀도를 예측하는 모델을 개발하는 것.
• 실험적 수준 밀도 자료가 기존 이론 모델과 얼마나 일치하는지 평가하고 핵심 모순점을 규명하는 것.

제안 방법

• 열성 중성자 포획 후 발생하는 이중단계 캐스케이드 강도 분석을 통해 수준 밀도 및 복사강도 함수 정보를 추출하는 것.
• 관측된 수준 밀도 자료를 n-준입자 진동에 해당하는 부분 수준 밀도의 합으로 피팅하는 것.
• 동시에 집합적 증폭 인자와 다음 코플러 쌍 파괴에 대한 임계 에너지를 추출하는 것.
• 모든 알려진 핵 진동 유형을 포함하는 모델 개념을 활용해 스핀 창 전역에서 수준 밀도를 기술하는 것.
• 실험 결과와 이론 예측을 비교하여 모델의 결함을 규명하는 것.
• 통계적 및 피팅 기법을 적용하여 실험 자료에서 모델 매개변수의 가장 가능성이 높은 값을 도출하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 질량수 39에서 201 사이의 핵에서 n-준입자 진동의 기여는 총 수준 밀도에 얼마나 기여하는가?
• RQ2 이 질량 영역에서 수준 밀도의 가장 가능성이 높은 집합적 증폭 인자는 얼마인가?
• RQ3 이러한 핵에서 다음 코플러 쌍 파괴는 어느 에너지 임계값에서 발생하는가?
• RQ4 현재의 이론적 수준 밀도 모델은 이중단계 캐스케이드에서의 실험 자료를 얼마나 잘 재현하는가?
• RQ5 이 분석을 통해 들뜬 핵에서의 양성자 상관관계 함수에 관해 어떤 실험적 정보를 추출할 수 있는가?

주요 결과

• n-준입자 진동에 기반한 부분 수준 밀도 모델은 A = 39–201 영역 전역에서 관측된 수준 밀도를 성공적으로 기술한다.
• 수준 밀도의 집합적 증폭 인자는 높은 신뢰도로 결정되었으며, 들뜬 상태에서의 상당한 집합적 성질을 시사한다.
• 다음 코플러 쌍 파괴에 대한 임계 에너지는 핵심 실험적 매개변수로 추출되었다.
• 실험 자료와 이론 모델 간의 괴리로 인해 현재 수준 밀도 모델의 상당한 개선이 필요함을 시사한다.
• 결과는 캐스케이드 강도 분석을 통해 들뜬 핵에서의 양성자 상관관계 함수를 실험적으로 탐색할 수 있는 새로운 길을 열어준다.