承建單位（項目法人單位）上海應(yīng)用物理所概況

1、,低能區(qū)精確測量8Li的反應(yīng)截面并利用修正的Glauber模型可靠地提取8Li的核密度分布及其應(yīng)用研究,樊廣偉1,4/M.Fukuda2/任中洲3/徐望41：安徽理工大學(xué)2：Osaka University3：南京大學(xué)4：中科院上海應(yīng)用物理研究所,中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所,,,,,報告內(nèi)容,1，8Li核結(jié)構(gòu)的意義2，在日本HIMAC所做的實驗3，數(shù)據(jù)分析及結(jié)果4，8Li密度分布的提取5，7Li(n,γ)8Li俘獲截

2、面的計算結(jié)果,,[1]: J.C. Blackmon et al., PRC 54, 383 (1996); [2]: Gautam Rupak and Renato Higa, PRL 106, 222501 (2011),1.1，天體物理上的意義,非標(biāo)準(zhǔn)大爆炸核合成,1， 8Li核結(jié)構(gòu)的意義,~20 keV,,L.V.Grigorenko, et al., PRC 57,2099(R) (1998)B.David and S.Ty

3、pel PRC 68, 045802 (2003)P. Descouvemont PRC 70, 065802 (2004)Gautam Rupak and Renato Higa PRL 106, 222501 (2011),1.1，天體物理上的意義,1， 8Li核結(jié)構(gòu)的意義,7Be(p,γ)8B,7Li(n,γ)8Li,En (keV),Ec.m. (keV),,,1.1，天體物理上的意義,1， 8Li核結(jié)構(gòu)的意義,7Be(p,

4、γ)8B,,,7Li(n,γ)8Li,L.V.Grigorenko, et al., PRC 57,2099(R) (1998)B.David and S.Typel PRC 68, 045802 (2003)P. Descouvemont PRC 70, 065802 (2004)Gautam Rupak and Renato Higa PRL 106, 222501 (2011),,Cluster,1.2，8Li核結(jié)構(gòu)本身的意

5、義,K.Varga et al. PRC 52, 3013 (1995) M.M. Obuti et al. NPA 609 (1996) 74-90,8B(Sp=0.137MeV) 8Li(Sn=2.0MeV),Single-particle model,較低激發(fā)態(tài)能級與暈核8B非常相似,,1， 8Li核結(jié)構(gòu)的意義,,8Li和8B非常相擬的密度分布,,8Li,8B,電四極矩(QM)

6、,1.3，理論解釋8Li的核結(jié)構(gòu),ab initio cluster shell HF RMF Model Model,1， 8Li核結(jié)構(gòu)的意義,,1.4，利用核反應(yīng)截面提取8Li的核結(jié)構(gòu),Structure of 8Li ?,1，測量反應(yīng)截面提取8Li的核結(jié)構(gòu),Refs:I. Tanihata et al., PRL 55, 2676 (1985).B. Bl

7、ank et al., NPA 624, 242 (1997).R. E. Warner et al. PRC 54, 1700 (1996).R. E. Warner et al., PRC 62, 024608 (2000),,,(1)標(biāo)準(zhǔn)的Glauber模型存在的問題,,B. Abu-Ibrahim et al., PRC 62, 034608 (2000).M.Takechi et al. PRC 79, 061601(R

8、) (2009),? Multiple Scattering,? Internal Motion Effect,(2)加入兩個主要的修正,1.5，標(biāo)準(zhǔn)的Glauber model得到很好的修正,(3)修正后的擬合結(jié)果,結(jié)論：在沒有引入自由參數(shù)的情況下，對穩(wěn)定核的擬合達到了1~2%的精度。,1，使用工具的發(fā)展,擬合精度好于1%.,（4）對非穩(wěn)定核的擬合,17Ne,22C,(5)最近重要的結(jié)果,M.Takechi et al. PRC

9、79, 061601(R) (2009).K.Tanaka et al. PRC 82, 044309 (2010).K.Tanaka et al. PRL 104, 062701 (2010).,1，使用工具的發(fā)展,,,R = Nout/Ninin和out分別表示有靶和空靶；Nin: 入射的目標(biāo)核粒子；Nout: 出射的未反應(yīng)的目標(biāo)核粒子。,實驗方法,,實驗裝置,,,2，在日本HIMAC所做的實驗,,靶片：C,B

10、e,Al and CH2,CH2靶的目的是得到8Li+proton的截面：,,2，在日本HIMAC所做的實驗,做差法示意圖,t是靶厚，單位：nucleon/cm2σ是反應(yīng)截面，單位：mb。,M.Takechi, PhD thesis Osaka Univ. 2006.,,,,2，在日本HIMAC所做的實驗,,實驗所用主要探測器及其布置,箭頭所示方向是束流前進方向,VETO,靶片,Si,F3Plastic,NaI,,,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)

11、果,探測器的離線定標(biāo),靶前粒子鑒別,,,數(shù)據(jù)分析前的準(zhǔn)備,實驗前的模擬,代表性的實驗結(jié)果,△E(F3Plastic),,△E,,△E *TOF分析,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,靶前的數(shù)據(jù)分析,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,,靶前的數(shù)據(jù)分析,8Li束流位置分析,8Li拖尾分析,,,結(jié)論：The error caused by the “cut gate range” is very small, less than

12、statistic error, can be neglect. (粒子鑒別~10-5),靶前的數(shù)據(jù)分析結(jié)果,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,靶后分析邏輯框架,靶后的數(shù)據(jù)分析,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,Fig.1, Rawdate without any gate.,DE(Si1),△E(Si2),△E(Si2),△E(Si1),,Type 1,,Type 2,,Type 3,Type 1: Reaction events in S

13、i2Type 2: Non-reaction or isotopic products orInelastic scattering events.Type 3: Reaction products in reaction target or other materials.,Charge changine reaction.Channeling in Si1&2. But “Channeling in Si1” mi

14、xed within reaction events.,Si 探測器中的粒子成份分析:,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,CsI探測器中的粒子成分分析：,Project to Y-axis,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,投影到y(tǒng)軸,Project to Y-axis:?: 1.3(channel),CsI,Si-4,65.6 ±3*1.3 [61.7,69.5]R2=96.69%,R2-R1= - 0.21%,補償回來,對CsI的cut的修

15、正： 3σ修正,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,X 軸投影,,放大,上圖是所有反應(yīng)的粒子總和，但是有一些“反應(yīng)的粒子”經(jīng)過△ E gate之后，被誤當(dāng)作“未反應(yīng)”的粒子記錄了。所以要通過這一步扣除這些粒子。,△ E(Si1-4+CsI),E(NaI),a,b,對△E*E gate中未反應(yīng)事件的修正:,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,R2=96.93%與上面的方法相比：△ sR/sR =0.84%,△ E(Si1-4+CsI),E(NaI),投影

16、到y(tǒng)軸,對△ E*E gate中未反應(yīng)事件的修正:,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,,結(jié)論： 靶后的分析方法是合理的、各種gate所引起的誤差是可控的。,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,各種gate對分析結(jié)果的影響,MC simulation,6Li isotope,7Li isotope,Inelastic,1~2%的精度,蒙卡模擬修正非彈事件和同位素事件,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,,,,各種誤差分析結(jié)果,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,8Li

17、+12C,8Li+9Be,,8Li+27Al,8Li+CH2,,3, 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果,總的分析結(jié)果,Parameters used in the density distribution,M.Takechi, M.Fukuda, M.Mihara et al. PRC 79, 061601(R) (2009),Glauber 模型的原始參數(shù)輸入（靶核密度分布）,4, 8Li密度分布的提取,1, HO+HO,2, HO + Yuka

18、wa Function,3, Woods-Saxon (HO+SPM),4, DHO(r) + Yukawa Function, SPM, DHO,炮彈核8Li的初密度分布設(shè)置,4, 8Li密度分布的提取,M. Fukuda et al. NPA 656, 209 (1999).K.Tanaka et al. PRC 82, 044309 (2010).,4, 8Li密度分布的提取,?2 =1.10,?2 =1.07,?2 =1.17

19、,?2 =1.16,4, 8Li密度分布的提取,N. J. Stone, Atomic Data and Nuclear Data Tables 90, 75 (2005).R. Sänchez et al., PRL 96, 033002 (2006).I.Tanihata et al., PRL 55, 2676 (1985).,擬合結(jié)果和密度分布提取結(jié)果,4, 8Li密度分布的提取,其中：Yukawa是得到3質(zhì)子和5

20、中子的密度分布； SPM是得到核心核（7Li）和價中子的密度分布。兩個結(jié)果看似并不關(guān)聯(lián)？,,4, 8Li密度分布的提取,提取的密度分布可靠性檢驗,7Li: SPM 3p: Yukawa5n: Yukuwan: SPM兩者的做差結(jié)果在誤范圍內(nèi)是一致的。這說明DHO+SPM和DHO＋Yukawa是關(guān)聯(lián)的。從而說明提取的密度分布是可靠的。,5，密度分布的應(yīng)用 ——7Li(n,γ

21、)8Li俘獲截面的計算,2024/3/6,5.1，直接俘獲模型計算7Li(n,γ)8Li俘獲截面,2024/3/6,波函數(shù)的計算：（1）8Li連續(xù)態(tài)波函數(shù)可以根據(jù)實驗散射長度a+調(diào)整勢參數(shù)得到；（2）8Li基態(tài)波函數(shù)：本工作提取。,2024/3/6,5.2，俘獲截面計算初步結(jié)果,(1)基態(tài)使用本工作提取的8Li的基態(tài)參數(shù)；通過對低能點俘獲截面實驗數(shù)據(jù)的擬合，目前提取得到連續(xù)態(tài)勢阱深度：53 ± ？MeV.截面?

22、 = 44.6 ± ？μb(2)依據(jù)散射長度a+=-3.63 ± 0.05 fm得到的勢阱深度是56.15MeV (Y.Nagai et al. )來計算俘獲截面與53 ± ？MeV最佳擬合計算在25keV處相差～3 μb。目前還不知道woods-saxon勢阱參數(shù)和散射長度是怎么聯(lián)系的 ，所以誤差還沒有計算出來（？）,2024/3/6,5.3，依據(jù)cluster模型計算結(jié)果,25keV

23、處Cluster模型計算的結(jié)果：? = 28.2 μb通過woods-saxon 勢解方程加核心密度分布擬合cluster模型密度分布得到勢參數(shù)，再用直接俘獲模型計算得到：= 27.0±2.0 μb(△ ? = 17.6±? μb)依據(jù)此方法，計算結(jié)果是：45.8±? μb結(jié)果分析：以最小誤差為2 μb計算，結(jié)果 與直接俘獲模型得到的結(jié)果一致。,,

24、Refs:N.B. Shul'gina et al., NPA 597, 197 (1996).L. V. Grigorenko et al. PRC 57, 2099(R) (1998)Gautam Rupak and Renato Higa PRL 106, 222501 (2011)P. Descouvemont PRC 70, 065802 (2004),5.4，與已有結(jié)果相比較,在<25keV的低能區(qū)很好