富质子核$^{57}$Zn 中的 Gamow-Teller 强度分布及其在天体物理学中的意义

Gamow-Teller (GT) 跃迁在导致 II 型超新星的恒星核心坍缩阶段起着首要作用。我们在质子 - 中子准粒子随机相位近似（pn-QRPA）理论框架下计算了$^{57}$Zn 基态和激发态的 B(GT) 强度分布。未进行实验插入（这通常是其他 B(GT) 强度函数 pn-QRPA 计算中的做法），以检验该模型对富质子核的适用性。计算得到的基态 B(GT) 强度分布与测量结果吻合良好，并与早期报道的壳模型计算显示出差异。与大规模壳模型计算中使用的 KB3G 相互作用相比，pn-QRPA 模型更好地重现了$^{57}$Zn 的实测低激发强度。恒星弱相互作用率对子核$^{57}$Cu 中这些低激发态的位置和结构非常敏感。产生此类核的主要机制是 rp 过程，据信其在坍缩的超大质量恒星动力学中至关重要。结合能和激发能的微小变化可能导致对富质子同位素合成预测的显著修正。我们将$^{57}$Zn 上的$\beta^{+}$衰变和电子俘获（EC）率与 Fuller、Fowler 和 Newman (FFN) 的开创性工作进行了比较。pn-QRPA 计算的$\beta^{+}$衰变率通常与 FFN 计算结果吻合良好。然而，在较高恒星温度下，计算的$\beta^{+}$衰变率几乎仅为 FFN 率的一半。另一方面，在 rp 过程条件下，计算的电子俘获（$\beta^{+}$衰变）率比 FFN 率高出 2 倍（1.5 倍）以上，这可能产生有趣的天体物理后果。