[论文解读] 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 1

一句话总结

本研究采用包含谱学因子和断裂效应的光学模型，研究了在 49.3 MeV/核子能量下，中子滴线核 $^{11}$Be 在 $^{12}$C 上的断裂反应。通过将 $^{10}$Be+$^{12}$C 势能拟合至 39.1 MeV/核子的实验数据，并采用新的核态密度模型，作者表明，引入谱学因子和激发态密度可显著提高与弹性散射实验数据的一致性，证明了其在描述滴线核反应中的关键作用。

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.

研究动机与目标

• 研究谱学因子在 49.3 MeV/核子能量下 $^{11}$Be 在 $^{12}$C 上弹性散射中的作用。
• 评估在滴线核的光学模型计算中，包含断裂效应和激发态密度的影响。
• 通过基于新核态密度（NLD）方法的直接中子俘获反应模型，确定 $^{11}$Be 的谱学因子。
• 首次通过将 $^{10}$Be+$^{12}$C 光学势拟合至 39.1 MeV/核子的实验数据，改进弹性散射的描述。

提出的方法

• 将光学模型应用于 $^{11}$Be+$^{12}$C 体系，将 $^{11}$Be 视为 $^{10}$Be 核心与价中子的两体系统。
• 利用全局光学势并拟合实验数据，构建 $^{10}$Be+$^{12}$C、$^{12}$C+$^{10}$Be 和 $^{1}$H+$^{12}$C 的有效势能。
• 通过将 $^{10}$Be+$^{12}$C 势能拟合至 39.1 MeV/核子的弹性散射数据，实现对核心-靶相互作用的精确建模。
• 引入动力学极化势（DPP）以考虑非弹性断裂贡献。
• 通过基于新核态密度（NLD）模型的直接俘获反应模型确定谱学因子，该模型对核形变敏感。
• 完整的光学势包含体积项、表面项、库仑项和自旋-轨道项，参数通过重现实验弹性截面数据进行调整。

实验结果

研究问题

• RQ1 谱学因子如何影响 49.3 MeV/核子能量下 $^{11}$Be 在 $^{12}$C 上弹性散射截面？
• RQ2 断裂效应和激发态密度在多大程度上改善了对 $^{11}$Be 弹性散射的描述？
• RQ3 能否从 39.1 MeV/核子能量下的数据中可靠地提取 $^{10}$Be+$^{12}$C 光学势，以用于 $^{11}$Be 反应研究？
• RQ4 引入与形变相关的核态密度模型对谱学因子确定有何影响？
• RQ5 在滴线核的光学模型计算中，使用 DPP（虚拟耦合势）对计算精度有何影响？

主要发现

• 包含谱学因子和断裂效应的光学模型计算，能以高精度重现 49.3 MeV/核子能量下 $^{11}$Be+$^{12}$C 的实验弹性截面数据。
• 通过 39.1 MeV/核子数据拟合得到的 $^{10}$Be+$^{12}$C 光学势，为 $^{11}$Be 计算提供了可靠的核-靶相互作用。
• 通过基于新 NLD 方法的直接俘获模型导出的 $^{11}$Be 谱学因子与实验数据一致，并改善了理论预测。
• 引入表面项（DPP）势显著增强了对非弹性断裂贡献的描述。
• 采用与形变相关的核态密度模型，相比以往模型，可获得更精确的谱学因子。
• 结果表明，谱学因子和激发态密度对于定量理解 $^{11}$Be 等滴线核的弹性散射至关重要。