Cientistas relatam uma nova abordagem para deduzir raios de prótons a partir de reações de mudança de carga
A reação de mudança de carga (CCR) observada no experimento consiste em duas partes. O processo direto de remoção de prótons (σ
driect
), representa a parte dominante no CCR e pode ser calculado com boa precisão com modelos teóricos. Neste processo, o(s) próton(s) são removidos diretamente na reação, que domina os CCRs. O outro, o processo de evaporação de prótons (σ
evap
) após remoções diretas de nêutrons, é um processo de dois estágios. Apenas nêutron(s) são removidos na etapa de reação direta, deixando um núcleo residual em um estado altamente excitado. O núcleo residual então sofre um decaimento em cascata pela evaporação de partículas carregadas (geralmente prótons). Crédito:Science China Press Um estudo mediu sistematicamente a seção transversal da reação de mudança de carga de 24 núcleos leves em alvos de carbono e hidrogênio no Centro GSI Helmholtz para Pesquisa de Íons Pesados, na Alemanha.
A equipe concluiu que a medição da reação de mudança de carga deveria incluir uma contribuição extra do processo de evaporação de prótons, além do processo direto de remoção de prótons, que pode ser descrito na estrutura do modelo de Glauber. As descobertas explicam o problema nos estudos de reações de mudança de carga, onde as seções transversais medidas experimentalmente são sempre maiores do que o esperado pelos modelos teóricos.
"Ao deduzir os raios de carga nuclear a partir de reações de mudança de carga, é possível tratar consistentemente os dados experimentais em diferentes alvos de reação? O que ainda está faltando na análise do modelo atual? Abordamos essas questões com novos dados precisos em 900A MeV", diz Sun.
Os pesquisadores encontraram uma correlação robusta entre a contribuição para a medição do processo de evaporação de prótons logo após o processo de remoção de nêutrons e a energia de separação do núcleon, uma propriedade inerente do próprio núcleo. Supõe-se que esta correlação seja válida para previsões da maioria dos sistemas nucleares exóticos (pelo menos para os nuclídeos p-shell de interesse no artigo), uma vez que é obtida por interpolação.
Existem relações lineares entre a razão entre as seções transversais medidas e as previsões teóricas para as reações de mudança de carga de diferentes núcleos, ou seja, , a proporção do processo de evaporação do próton e a energia de separação do núcleo desse núcleo (S1 ). Os símbolos coloridos representam os núcleos estáveis com raios de carga bem conhecidos. Os raios dos núcleos instáveis, representados pelos símbolos semitransparentes, podem ser extraídos por interpolação, em vez de extrapolação. O processo de evaporação de prótons logo após a remoção de nêutrons pode representar 10% – 15% das seções transversais do CCR para o caso alvo de carbono e 20% – 30% para o caso alvo de hidrogênio. Crédito:Science China Press
Isso permitiu aos pesquisadores extrair, pela primeira vez na mesma estrutura, os raios de distribuição pontual de prótons dos núcleos a partir de dados de reações de mudança de carga em vários alvos de reação, particularmente para os núcleos exóticos, que eram dificilmente acessíveis usando outras abordagens experimentais. .
Eles obtiveram resultados consistentes para os nuclídeos com números pares de prótons. Para os núcleos mais ricos em nêutrons com números ímpares de prótons, parecem existir diferenças sistemáticas nos raios extraídos de dois dados alvo, ou seja, os dados alvo de carbono fornecem raios ligeiramente maiores do que os dados alvo de hidrogênio. Isto pode apontar para o efeito de diferentes sondas de hádrons ou para a forma de distribuição pontual de prótons de núcleos exóticos.
O artigo foi publicado na revista Science Bulletin , e este estudo foi liderado pelo Prof. Baohua Sun (Escola de Física, Universidade Beihang) e Prof. Isao Tanihata (Escola de Física, Universidade Beihang e Centro de Pesquisa em Física Nuclear (RCNP), Universidade de Osaka).
