弱 r 过程模拟中蒙特卡洛中子捕获率的相关性与非相关性
高能天体物理现象
2026-02-16 v1 核理论
摘要
可靠预测弱速中子捕获(r 过程)丰度,要求系统性地处理核物理不确定性,尤其是远离稳定性中子捕获率。我们采用来自 Yet Another Hauser-Feshbach Code(YAHFC)计算的中子捕获率,这些率率使用经不确定性量化的 Koning-Delaroche 势垛修正,使其可用于中子富集系统。以这些率率为基线,我们进行蒙特卡罗研究,采用独立率率变化(非相关蒙特卡罗)并发现特定中子捕获率与结果元素丰度之间的相关性,涉及三个弱 r 过程情景:两个中子星 merger 余辉盘的独立模拟以及一个磁旋转超新星的模拟。我们讨论导致这些相关性出现的核动力学及其在天体物理条件中的作用。我们展示了降低这些率率不确定性将如何提升未来进行精确 r 过程研究的前景。我们另外提出了相关蒙特卡罗研究,纳入描述单个中子捕获率之间关系的完整协方差矩阵,该矩阵源自不确定性量化的光势垛。我们发现,丰度图样不确定性的大小,与采用仅对角线协方差矩阵的非相关蒙特卡罗的不确定性相似。我们展示了相关性如何重构丰度共变的方式,但并不一定降低整体不确定性包络。
引用
@article{arxiv.2602.12428,
title = {Correlated and uncorrelated Monte Carlo neutron capture rate variations in weak $\textit{r}$-process simulations},
author = {Atul Kedia and Jeffrey M. Berryman and Jonathan Cabrera Garcia and Jutta E. Escher and Oliver C. Gorton and Erika M. Holmbeck and Gail C. McLaughlin and Cole D. Pruitt and Andre Sieverding and Rebecca Surman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.12428},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 13 figures