基于机器学习的 SECAR 反冲分离器天体物理 (p,n) 反应测量
仪器与探测器
2025-01-22 v2 核实验
摘要
超新星中重元素的合成受不稳定核的低能 (n,p) 和 (p,n) 反应影响，然而此类反应速率的实验数据极为稀缺。FRIB（稀有同位素束流装置）的 SECAR（俘获反应分离器）反冲分离器最初设计用于测量显著改变原子核质量的天体物理反应。我们采用了一种将机器学习与离子光学模拟相结合的新方法，为该分离器找到了一种离子光学解决方案，使得在反应几乎不改变原子核质量的情况下也能测量 (p,n) 反应。在逆运动学下，使用 3.660.12 MeV/nucleon 的 Fe 束流（对应正常运动学下 3.690.12 MeV 的质子能量）对 Fe(p,n)Co 反应进行了新测量，得到截面为 20.36.3 mb，这作为新技术的基准验证了其在实现所需性能标准方面的有效性。这种新方法标志着实验核天体物理学的重大进展，因为它为研究在 FRIB 产生的不稳定核上天体物理重要的 (p,n) 反应铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2411.03338,
title = {Machine-Learning-Enabled Measurements of Astrophysical (p,n) Reactions with the SECAR Recoil Separator},
author = {P. Tsintari and N. Dimitrakopoulos and R. Garg and K. Hermansen and C. Marshall and F. Montes and G. Perdikakis and H. Schatz and K. Setoodehnia and H. Arora and G. P. A. Berg and R. Bhandari and J. C. Blackmon and C. R. Brune and K. A. Chipps and M. Couder and C. Deibel and A. Hood and M. Horana Gamage and R. Jain and C. Maher and S. Miskovitch and J. Pereira and T. Ruland and M. S. Smith and M. Smith and I. Sultana and C. Tinson and A. Tsantiri and A. Villari and L. Wagner and R. G. T. Zegers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.03338},
year = {2025}
}