承建单位（项目法人单位）上海应用物理所概况.ppt

1、,低能区精确测量8Li的反应截面并利用修正的Glauber模型可靠地提取8Li的核密度分布及其应用研究,樊广伟1,4/M.Fukuda2/任中洲3/徐望41：安徽理工大学2：Osaka University3：南京大学4：中科院上海应用物理研究所,中国科学院上海应用物理研究所,报告内容,1，8Li核结构的意义2，在日本HIMAC所做的实验3，数据分析及结果4，8Li密度分布的提取5，7Li(n,)8Li俘获截面的计算结果,1: J.C. Blackmon et al., PRC 54, 383 (1996); 2: Gautam Rupak and Renato Higa, PRL 106,

2、222501 (2011),1.1，天体物理上的意义,非标准大爆炸核合成,1， 8Li核结构的意义,20 keV,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),1.1，天体物理上的意义,1， 8Li核结构的意义,7Be(p,)8B,7Li(n,)8Li,En (keV),Ec.m. (keV),

3、1.1，天体物理上的意义,1， 8Li核结构的意义,7Be(p,)8B,7Li(n,)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核结构本身的意义,K.Varga et al. PRC 52, 3013 (1995) M.M. Obuti et al. N

4、PA 609 (1996) 74-90,8B(Sp=0.137MeV) 8Li(Sn=2.0MeV),Single-particle model,较低激发态能级与晕核8B非常相似,1， 8Li核结构的意义,8Li和8B非常相拟的密度分布,8Li,8B,电四极矩(QM),1.3，理论解释8Li的核结构,ab initio cluster shell HF RMF Model Model,1， 8Li核结构的意义,1.4，利用核反应截面提取8Li的核结构,Structure of 8Li ?,1，测量反应截面提取8Li的核结构,Refs:I. Tanihata et al., PRL 55, 26

5、76 (1985).B. Blank 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)标准的Glauber模型存在的问题,B. Abu-Ibrahim et al., PRC 62, 034608 (2000).M.Takechi et al. PRC 79, 061601(R) (2009), Multiple Scattering, Internal Motion Effect,(2)加入两个主要的修正,1.5，

6、标准的Glauber model得到很好的修正,(3)修正后的拟合结果,结论：在没有引入自由参数的情况下，对稳定核的拟合达到了12%的精度。,1，使用工具的发展,拟合精度好于1%.,（4）对非稳定核的拟合,17Ne,22C,(5)最近重要的结果,M.Takechi et al. PRC 79, 061601(R) (2009).K.Tanaka et al. PRC 82, 044309 (2010).K.Tanaka et al. PRL 104, 062701 (2010).,1，使用工具的发展,R = Nout/Ninin和out分别表示有靶和空靶；Nin: 入射的目标核粒子；Nout:

7、 出射的未反应的目标核粒子。,实验方法,实验装置,2，在日本HIMAC所做的实验,靶片：C,Be,Al and CH2,CH2靶的目的是得到8Li+proton的截面：,2，在日本HIMAC所做的实验,做差法示意图,t是靶厚，单位：nucleon/cm2是反应截面，单位：mb。,M.Takechi, PhD thesis Osaka Univ. 2006.,2，在日本HIMAC所做的实验,实验所用主要探测器及其布置,箭头所示方向是束流前进方向,VETO,靶片,Si,F3Plastic,NaI,3, 数据分析及结果,探测器的离线定标,靶前粒子鉴别,数据分析前的准备,实验前的模拟,代表性的实验结果

8、,E(F3Plastic),E,E *TOF分析,3, 数据分析及结果,靶前的数据分析,3, 数据分析及结果,靶前的数据分析,8Li束流位置分析,8Li拖尾分析,结论：The error caused by the “cut gate range” is very small, less than statistic error, can be neglect. (粒子鉴别10-5),靶前的数据分析结果,3, 数据分析及结果,靶后分析逻辑框架,靶后的数据分析,3, 数据分析及结果,Fig.1, Rawdate without any gate.,DE(Si1),E(Si2),E(Si2),E(

9、Si1),Type 1,Type 2,Type 3,Type 1: Reaction events in Si2Type 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” mixed within reaction events.,Si 探测器中

10、的粒子成份分析:,3, 数据分析及结果,CsI探测器中的粒子成分分析：,Project to Y-axis,3, 数据分析及结果,投影到y轴,Project to Y-axis: 1.3(channel),CsI,Si-4,65.6 3*1.3 61.7,69.5R2=96.69%,R2-R1= - 0.21%,补偿回来,对CsI的cut的修正： 3修正,3, 数据分析及结果,X 轴投影,放大,上图是所有反应的粒子总和，但是有一些“反应的粒子”经过 E gate之后，被误当作“未反应”的粒子记录了。所以要通过这一步扣除这些粒子。, E(Si1-4+CsI),E(NaI),a,b,对E*E ga

11、te中未反应事件的修正:,3, 数据分析及结果,R2=96.93%与上面的方法相比： sR/sR =0.84%, E(Si1-4+CsI),E(NaI),投影到y轴,对 E*E gate中未反应事件的修正:,3, 数据分析及结果,结论： 靶后的分析方法是合理的、各种gate所引起的误差是可控的。,3, 数据分析及结果,各种gate对分析结果的影响,MC simulation,6Li isotope,7Li isotope,Inelastic,12%的精度,蒙卡模拟修正非弹事件和同位素事件,3, 数据分析及结果,3, 数据分析及结果,各种误差分析结果,3, 数据分析及结果,8Li+12C,8Li

12、+9Be,8Li+27Al,8Li+CH2,3, 数据分析及结果,总的分析结果,Parameters used in the density distribution,M.Takechi, M.Fukuda, M.Mihara et al. PRC 79, 061601(R) (2009),Glauber 模型的原始参数输入（靶核密度分布）,4, 8Li密度分布的提取,1, HO+HO,2, HO + Yukawa Function,3, Woods-Saxon (HO+SPM),4, DHO(r) + Yukawa Function, SPM, DHO,炮弹核8Li的初密度分布设置,4, 8

13、Li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 =1.17,2 =1.16,4, 8Li密度分布的提取,N. J. Stone, Atomic Data and Nuclear Data Tables 90, 75 (2005).R. Snchez et al., PRL 96, 033002 (2006).I.Tanihata et al., PRL 55, 2676 (1985).,拟合结果和密度分布提取

14、结果,4, 8Li密度分布的提取,其中：Yukawa是得到3质子和5中子的密度分布； SPM是得到核心核（7Li）和价中子的密度分布。两个结果看似并不关联？,4, 8Li密度分布的提取,提取的密度分布可靠性检验,7Li: SPM 3p: Yukawa5n: Yukuwan: SPM两者的做差结果在误范围内是一致的。这说明DHO+SPM和DHOYukawa是关联的。从而说明提取的密度分布是可靠的。,5，密度分布的应用 7Li(n,)8Li俘获截面的计算,2018/10/7,5.1，直接俘获模型计算7Li(n,)8Li俘获截面,2018/10/7,波函数的计算：（1）8Li连续态波函数可以根据实验

15、散射长度a+调整势参数得到；（2）8Li基态波函数：本工作提取。,2018/10/7,5.2，俘获截面计算初步结果,(1)基态使用本工作提取的8Li的基态参数；通过对低能点俘获截面实验数据的拟合，目前提取得到连续态势阱深度：53 ？MeV.截面 = 44.6 ？b(2)依据散射长度a+=-3.63 0.05 fm得到的势阱深度是56.15MeV (Y.Nagai et al. )来计算俘获截面与53 ？MeV最佳拟合计算在25keV处相差3 b。目前还不知道woods-saxon势阱参数和散射长度是怎么联系的 ，所以误差还没有计算出来（？）,2018/10/7,5.3，依据cluster模型计

16、算结果,25keV处Cluster模型计算的结果： = 28.2 b通过woods-saxon 势解方程加核心密度分布拟合cluster模型密度分布得到势参数，再用直接俘获模型计算得到：= 27.02.0 b( = 17.6? b)依据此方法，计算结果是：45.8? b结果分析：以最小误差为2 b计算，结果 与直接俘获模型得到的结果一致。,Refs:N.B. Shulgina 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，与已有结果相比较,在25keV的低能区很好地符合了实验结果,误差分析,谢谢!,2018/10/7,