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核素图的定量化边界

核理论 2020-04-22 v2 核实验 机器学习

摘要

核素图受粒子滴线限制,超出该线后原子核将失去对质子或中子发射的稳定性。预测束缚于粒子的同位素范围对核理论而言是一项可观的挑战,因为这涉及在实验信息可用区域之外对核质量的极端外推。尽管如此,定量化外推对于包括恒星核合成建模在内的多种应用至关重要。我们利用微观核质量模型和贝叶斯方法,提供贯穿整个核素图直至粒子滴线的质子与中子分离能的定量化预测,以及存在的贝叶斯概率。我们应用具有若干能量密度泛函的核密度泛函理论。为考虑不确定性,针对每个独立模型的分离能残差训练贝叶斯高斯过程,并通过贝叶斯模型平均将所得预测进行组合。该框架能够考虑系统与统计不确定性,并将其传播至外推预测。我们刻画了原子核束缚概率从 11 降至 00 的滴线区域。在这些区域中,我们提供单核子与双核子分离能的定量化预测。根据我们的贝叶斯模型平均分析,具有 Z119Z\leq 119 的 7759 个原子核存在概率 0.5\geq 0.5。当关于奇异核的新实验信息可用时,本研究所获外推将接受严格检验。就此而言,本研究得到的核存在定量化图景应被视为一种动力学预测,将在新实验信息与改进的全局质量模型可用时得到精细调整。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.05924,
  title  = {Quantified limits of the nuclear landscape},
  author = {Léo Neufcourt and Yuchen Cao and Samuel A. Giuliani and Witold Nazarewicz and Erik Olsen and Oleg B. Tarasov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05924},
  year   = {2020}
}