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质子滴线之外:质子发射核的贝叶斯分析

核理论 2020-01-29 v2 核实验 机器学习

摘要

核素图的边界由核结合能决定。在质子滴线之外,分离能变为负值,结合能不足以阻止质子逃离原子核。在广阔的质子发射体区域内预测不稳定核态的性质,对核理论而言是相当大的挑战,因为这常涉及远距离外推。此外,质子富集区域内核模型间的显著分歧要求给出量化的预测。借助贝叶斯方法,我们将一组经实验质量测量训练的统计仿真器修正的核质量模型,在核素图的质子富集区进行混合。分离能在核密度泛函理论下使用若干 Skyrme 与 Gogny 能量密度泛函计算。我们也考虑了基于两种天体物理研究中使用的模型的质谱预测。通过使用在分离能残差上训练的贝叶斯高斯过程,获得了各模型的量化预测,并经由贝叶斯模型平均进行组合。我们得到了统计修正模型的平均预测与实验间的良好一致。特别地,我们量化了单质子与双质子分离能的模型结果,并推导了质子发射概率。该信息使我们能够给出质子富集核的量化版图。我们辨识出了用于双质子衰变研究最有希望的候选核。本工作所用方法对各种核可观测量基于模型的外推具有广泛应用,也为理论预测提供了可靠的不确定性量化。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.12624,
  title  = {Beyond the proton drip line: Bayesian analysis of proton-emitting nuclei},
  author = {Léo Neufcourt and Yuchen Cao and Samuel Giuliani and Witold Nazarewicz and Erik Olsen and Oleg B. Tarasov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.12624},
  year   = {2020}
}