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增强的对称能揭示 r 过程的普适性

高能天体物理现象 2021-10-05 v1 核实验 核理论

摘要

约一半比铁重的稳定核素通过快中子俘获过程或 rr 过程产生,其丰度与中子俘获和 β\beta 衰变速率之间的竞争密切相关,而这最终取决于富中子核的结合能。著名的 Bethe-Weizsäcker 半经验质量公式描述了基态(即温度为 T0T\approx0 MeV 的核)的结合能,其中对于重核对称能参数收敛于 232723-27 MeV。此处我们从建立在激发态上的巨偶极共振的可用数据中发现,在较高温度 T0.71.0T\approx0.7-1.0 MeV 下对称能出现意外的增强。尽管这些温度很可能是种子核产生的温度——在中子星并合或坍缩星之后抛射物冷却期间——但对称能在 T0.71.0T\approx0.7-1.0 MeV 之间保持恒定这一事实,暗示其在降至中子俘获可能开始的 T0.5T\approx0.5 MeV 时也有类似趋势。使用这一相对更大的对称能进行计算,降低了重富中子核每核子的结合能,并抑制了辐射中子俘获速率。这导致中子滴线(核变得未束缚之处)显著收紧,从而阐明了通过 rr 过程实现重元素丰度长期寻求的普适性;正如从极贫金属星与太阳中发现的相似丰度所推断的那样。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.00713,
  title  = {Enhanced symmetry energy bears universality of the r-process},
  author = {José Nicolás Orce and Balaram Dey and Cebo Ngwetsheni and Srijit Bhattacharya and Deepak Pandit and Brenden Lesch and Andile Zulu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00713},
  year   = {2021}
}

备注

7 pages, 10 figures