通过单质子敲出反应研究23Al的结构及其天体物理意义

利用GANIL的EXOGAM+SPEG实验装置，通过在大约50 MeV/核子能量下碳靶上的单质子敲出反应，研究了富质子核23Al的基态。测量了22Mg敲出碎片的纵向动量分布，包括包含分布以及与退激残骸的伽马射线符合的分布。发现23Al的基态结构是一个d轨道价质子与四个核心态——0$^{+}_{gs}$、2$^{+}_{1}$、4$^{+}_{1}$、4$^{+}_{2}$——耦合的组态混合。我们确认了23Al的基态自旋和宇称为$J^{\pi} = 5/2^{+}$。将测量的符合动量分布与扩展的Glauber模型计算进行比较，以提取谱因子和渐近归一化系数（ANCs）。将谱因子与从大尺度壳模型计算中获得的谱因子进行了比较。我们确定了核系统$^{23}$Al$_{gs}$ $\rightarrow$ $^{22}$Mg(0$^{+}$) + p的渐近归一化系数为$C^{2}_{d_{5/2}}$($^{23}Al_{gs}$) = (3.90 $\pm$ 0.44) $\times$ 10$^{3}$ fm$^{-1}$，并利用它推断了直接辐射质子俘获过程$^{22}$Mg(p,$\gamma$)$^{23}$Al的恒星反应率。讨论了与ONe新星中$^{22}$Na核合成相关的天体物理意义，以及将中能单核子敲出作为核天体物理学间接方法的应用。