Erste Beobachtung von 28O

Nature Band 620, Seiten 965–970 (2023)Diesen Artikel zitieren

98 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Ein physikalisches System extremen Bedingungen auszusetzen ist eines der häufig eingesetzten Mittel, um ein besseres Verständnis und einen tieferen Einblick in seine Organisation und Struktur zu erlangen. Im Fall des Atomkerns besteht ein solcher Ansatz darin, Isotope zu untersuchen, die ein ganz anderes Neutronen-zu-Protonen-Verhältnis (N/Z) als in stabilen Kernen aufweisen. Leichte, neutronenreiche Isotope weisen die asymmetrischsten N/Z-Verhältnisse auf, und solche, die außerhalb der Bindungsgrenzen liegen, eine spontane Neutronenemission erfahren und nur als sehr kurzlebige Resonanzen (etwa 10–21 s) existieren, stellen die strengsten Tests dar moderner Kernstrukturtheorien. Hier berichten wir über die erste Beobachtung von 28O und 27O durch ihren Zerfall in 24O und vier bzw. drei Neutronen. Der 28O-Kern ist von besonderem Interesse, da er mit den magischen Zahlen Z = 8 und N = 201,2 im Standard-Schalenmodellbild der Kernstruktur voraussichtlich einer von relativ wenigen sogenannten „doppelten“ Kernen ist magische‘ Kerne. Es wurde festgestellt, dass sowohl 27O als auch 28O als schmale, tief liegende Resonanzen vorliegen, und ihre Zerfallsenergien werden hier mit den Ergebnissen anspruchsvoller theoretischer Modellierung verglichen, einschließlich einer groß angelegten Schalenmodellberechnung und eines neu entwickelten statistischen Ansatzes. In beiden Fällen wurden die zugrunde liegenden Kernwechselwirkungen aus effektiven Feldtheorien der Quantenchromodynamik abgeleitet. Schließlich wird gezeigt, dass der Querschnitt für die Produktion von 28O aus einem 29F-Strahl damit übereinstimmt, dass dieser keine geschlossene N = 20-Schalenstruktur aufweist.

Dies ist eine Vorschau der Abonnementinhalte, Zugriff über Ihre Institution

Greifen Sie auf Nature und 54 weitere Nature Portfolio-Zeitschriften zu

Holen Sie sich Nature+, unser preisgünstigstes Online-Zugangsabonnement

29,99 $ / 30 Tage

jederzeit kündigen

Abonnieren Sie diese Zeitschrift

Erhalten Sie 51 gedruckte Ausgaben und Online-Zugriff

199,00 $ pro Jahr

nur 3,90 $ pro Ausgabe

Leihen oder kaufen Sie diesen Artikel

Die Preise variieren je nach Artikeltyp

ab 1,95 $

bis 39,95 $

Die Preise können örtlicher Steuern unterliegen, die beim Bezahlvorgang berechnet werden

Quelldaten für Abb. 2a–c und erweiterte Datenabbildungen. 2a–f und 4 liegen diesem Dokument bei. Alle anderen relevanten Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

Unsere unveröffentlichten Computercodes, die zur Generierung der in diesem Artikel berichteten Ergebnisse verwendet wurden, sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Mayer, MG Über geschlossene Schalen in Kernen. II. Physik. Rev. 75, 1969–1970 (1949).

Artikel ADS Google Scholar

Haxel, O., Jensen, JHD & Suess, HE Über die „magischen Zahlen“ in der Kernstruktur. Physik. Rev. 75, 1766–1766 (1949).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Hergert, H. Eine Führung durch die nukleare Vielteilchentheorie von Anfang an. Vorderseite. Physik. 8, 379 (2020).

Artikel Google Scholar

Ahn, DS et al. Lage der Neutronentropfleitung bei Fluor und Neon. Physik. Rev. Lett. 123, 212501 (2019).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Revel, A. et al. Erweiterung des Südufers der Inversionsinsel auf 28F. Physik. Rev. Lett. 124, 152502 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Duer, M. et al. Beobachtung eines korrelierten freien Vier-Neutronen-Systems. Natur 606, 678–682 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sakurai, H. et al. Hinweise auf Partikelstabilität von 31F und Partikelinstabilität von 25N und 28O. Physik. Lette. B 448, 180–184 (1999).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Tarasov, O. et al. Suche nach 28O und Untersuchung neutronenreicher Kerne in der Nähe des N = 20-Schalenschlusses. Physik. Lette. B 409, 64–70 (1997).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Brown, BA & Richter, WA Neue „USD“-Hamiltonoperatoren für die SD-Shell. Physik. Rev. C 74, 034315 (2006).

Artikel ADS Google Scholar

Taniuchi, R. et al. 78Ni erwies sich als doppelt magische Festung gegen nukleare Verformung. Natur 569, 53–58 (2019).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Jones, KL et al. Die magische Natur von 132Sn wird anhand der Einzelpartikelzustände von 133Sn erforscht. Natur 465, 454–457 (2010).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Matta, A. et al. Neue Erkenntnisse zur Struktur und Herstellung von 10He aus 11Li mit der (d,3He)-Reaktion. Physik. Rev. C 92, 041302(R) (2015).

Artikel ADS Google Scholar

Orr, NA et al. Neue Massenmessungen neutronenreicher Kerne nahe N=20. Physik. Lette. B 258, 29–34 (1991).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Otsuka, T., Gade, A., Sorlin, O., Suzuki, T. & Utsuno, Y. Entwicklung der Schalenstruktur in exotischen Kernen. Rev. Mod. Physik. 92, 015002 (2020).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Warburton, EK, Becker, JA & Brown, BA Massensystematik für A=29–44-Kerne: die deformierte A~32-Region. Physik. Rev. C 41, 1147–1166 (1990).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Gaudefroy, L. et al. Direkte Massenmessungen von 19B, 22C, 29F, 31Ne, 34Na und anderen leichten exotischen Kernen. Physik. Rev. Lett. 109, 202503 (2012).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Doornenbal, P. et al. Niedrig-Z-Ufer der „Insel der Inversion“ und die verringerte Neutronenmagie in Richtung 28O. Physik. Rev. C 95, 041301(R) (2017).

Artikel ADS Google Scholar

Bagchi, S. et al. Zwei-Neutronen-Halo wird in 29F enthüllt. Physik. Rev. Lett. 124, 222504 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Ozawa, A., Kobayashi, T., Suzuki, T., Yoshida, K. & Tanihata, I. Neue magische Zahl, N = 16, in der Nähe der Neutronentropflinie. Physik. Rev. Lett. 84, 5493–5495 (2000).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Otsuka, T. et al. Magische Zahlen in exotischen Kernen und Spin-Isospin-Eigenschaften der NN-Wechselwirkung. Physik. Rev. Lett. 87, 082502 (2001).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Hoffman, CR et al. Beweise für ein doppelt magisches 24O. Physik. Lette. B 672, 17–21 (2009).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Kanungo, R. et al. Messung der Ein-Neutronen-Entfernung zeigt, dass 24O ein neuer doppelt magischer Kern ist. Physik. Rev. Lett. 102, 152501 (2009).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Tshoo, K. et al. N = 16 Kugelschalenschluss in 24O. Physik. Rev. Lett. 109, 022501 (2012).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Hoffman, CR et al. Bestimmung des N = 16-Schalenverschlusses an der Sauerstofftropfleitung. Physik. Rev. Lett. 100, 152502 (2008).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Lunderberg, E. et al. Hinweise auf die Grundzustandsresonanz von 26O. Physik. Rev. Lett. 108, 142503 (2012).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Caesar, C. et al. Jenseits der Neutronentropflinie: die ungebundenen Sauerstoffisotope 25O und 26O. Physik. Rev. C 88, 034313 (2013).

Artikel ADS Google Scholar

Kondo, Y. et al. Kern 26O: ein kaum ungebundenes System jenseits der Tropflinie. Physik. Rev. Lett. 116, 102503 (2016).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Obertelli, A. et al. MINOS: ein Vertex-Tracker, gekoppelt an ein dickes Flüssigwasserstoff-Target für die In-Beam-Spektroskopie exotischer Kerne. EUR. Physik. J. A 50, 8 (2014).

Artikel Google Scholar

Kobayashi, T. et al. SAMURAI-Spektrometer für RI-Strahlexperimente. Nuklear Instrument Methoden Phys. Dinge. B 317, 294–304 (2013).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Boretzky, K. et al. NeuLAND: das hochauflösende Neutronen-Flugzeitspektrometer für R3B bei FAIR. Nukl. Instrument. Methoden Phys. Res. A 1014, 165701 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Tsunoda, N. et al. Exotische neutronenreiche Kerne mittlerer Masse mit realistischen Kernkräften. Physik. Rev. C 95, 021304(R) (2017).

Artikel ADS Google Scholar

Tsunoda, N. et al. Der Einfluss der Kernform auf die Entstehung der Neutronentropflinie. Natur 587, 66–71 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Stroberg, SR, Holt, JD, Schwenk, A. & Simonis, J. Ab-initio-Grenzen von Atomkernen. Physik. Rev. Lett. 126, 022501 (2021).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Bogner, SK et al. Nicht störende Schalenmodell-Wechselwirkungen aus der In-Medium-Ähnlichkeits-Renormierungsgruppe. Physik. Rev. Lett. 113, 142501 (2014).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Somà, V., Navrátil, P., Raimondi, F., Barbieri, C. & Duguet, T. Neuartige chirale Hamiltonoperatoren und Observablen in Kernen leichter und mittlerer Masse. Physik. Rev. C 101, 014318 (2020).

Artikel ADS Google Scholar

Hagen, G., Hjorth-Jensen, M., Jansen, GR & Papenbrock, T. Emergente Eigenschaften von Kernen aus Ab-initio-Kopplungscluster-Berechnungen. Physik. Scr. 91, 063006 (2016).

Artikel ADS Google Scholar

Utsuno, Y., Otsuka, T., Mizusaki, T. & Honma, M. Unterschiedliche Schalenlücke und Verformung in N ~ 20 instabilen Kernen, untersucht mit dem Monte-Carlo-Schalenmodell. Physik. Rev. C 60, 054315 (1999).

Artikel ADS Google Scholar

Volya, A. & Zelevinsky, V. Kontinuumsschalenmodell. Physik. Rev. C 74, 064314 (2006).

Artikel ADS Google Scholar

Fossez, K., Rotureau, J., Michel, N. & Nazarewicz, W. Kontinuumseffekte in Neutronentropflinien-Sauerstoffisotopen. Physik. Rev. C 96, 024308 (2017).

Artikel ADS Google Scholar

Otsuka, T., Suzuki, T., Holt, JD, Schwenk, A. & Akaishi, Y. Dreikörperkräfte und die Grenze von Sauerstoffisotopen. Physik. Rev. Lett. 105, 032501 (2010).

Artikel ADS PubMed Google Scholar

Hagen, G., Hjorth-Jensen, M., Jansen, GR, Machleidt, R. & Papenbrock, T. Kontinuumseffekte und Drei-Nukleonen-Kräfte in neutronenreichen Sauerstoffisotopen. Physik. Rev. Lett. 108, 242501 (2012).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Holt, JD, Menéndez, J. & Schwenk, A. Chirale Drei-Nukleonen-Kräfte und gebundene angeregte Zustände in neutronenreichen Sauerstoffisotopen. EUR. Physik. J. A 49, 39 (2013).

Artikel ADS Google Scholar

Hebeler, K., Bogner, SK, Furnstahl, RJ, Nogga, A. & Schwenk, A. Verbesserte Kernmaterieberechnungen aus chiralen Wechselwirkungen mit niedrigem Impuls. Physik. Rev. C 83, 031301(R) (2011).

Artikel ADS Google Scholar

Vernon, I., Goldstein, M. & Bower, RG Galaxienentstehung: eine Bayes'sche Unsicherheitsanalyse. Bayesianischer Analsex. 5, 619–669 (2010).

MathSciNet MATH Google Scholar

Vernon, I., Goldstein, M. & Bower, R. Galaxienentstehung: Bayesianischer Geschichtsabgleich für das beobachtbare Universum. Stat. Wissenschaft. 29, 81–90 (2014).

Artikel MathSciNet MATH Google Scholar

Vernon, I. et al. Bayesianische Unsicherheitsanalyse für komplexe systembiologische Modelle: Emulation, Suche nach globalen Parametern und Bewertung von Genfunktionen. BMC-Syst. Biologie 12, 1 (2018).

Artikel Google Scholar

Ekström, A. et al. Genaue Kernradien und Bindungsenergien aus einer chiralen Wechselwirkung. Physik. Rev. C 91, 051301(R) (2015).

Artikel ADS Google Scholar

Utsuno, Y. et al. Formübergänge in exotischen Si- und S-Isotopen und Tensorkraft-getriebener Jahn-Teller-Effekt. Physik. Rev. C 86, 051301(R) (2012).

Artikel ADS Google Scholar

Caurier, E., Nowacki, F. & Poves, A. Verschmelzung der Inversionsinseln bei N = 20 und N = 28. Phys. Rev. C 90, 014302 (2014).

Artikel ADS Google Scholar

Fossez, K. & Rotureau, J. Beschreibung der Dichtematrix-Renormierungsgruppe der Insel der Inversionsisotope 28–33F. Physik. Rev. C 106, 034312 (2022).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Dieperink, AEL & de Forest, T. Schwerpunkteffekte bei Einzelnukleon-Knockout-Reaktionen. Physik. Rev. C 10, 543–549 (1974).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Wakasa, T., Ogata, K. & Noro, T. Protoneninduzierte Knockout-Reaktionen mit polarisierten und unpolarisierten Strahlen. Prog. Teil. Nukl. Physik. 96, 32–87 (2017).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Macchiavelli, AO et al. Struktur von 29F im rotationsausgerichteten Kopplungsschema des Teilchen-Rotor-Modells. Physik. Lette. B 775, 160–162 (2017).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Wang, M., Huang, WJ, Kondev, FG, Audi, G. & Naimi, S. Die Atommassenbewertung AME 2020 (II). Tabellen, Grafiken und Referenzen. Kinn. Physik. C 45, 030003 (2021).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Kubo, T. et al. BigRIPS-Separator und ZeroDegree-Spektrometer in der RIKEN RI Beam Factory. Prog. Theor. Exp. Physik. 2012, 03C003 (2012).

Artikel Google Scholar

Agostinelli, S. et al. GEANT4 – ein Simulations-Toolkit. Nuklear Instrument Methoden Phys. Dinge. A 506, 250–303 (2003).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Nakamura, T. & Kondo, Y. Große Akzeptanzspektrometer für die invariante Massenspektroskopie exotischer Kerne und zukünftige Entwicklungen. Nukl. Instrument. Methoden Phys. Res. B 376, 156–161 (2016).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Kondo, Y., Tomai, T. & Nakamura, T. Aktuelle Fortschritte und Entwicklungen für experimentelle Studien mit dem SAMURAI-Spektrometer. Nukl. Instrument. Methoden Phys. Res. B 463, 173–178 (2020).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Grigorenko, LV, Mukha, IG, Scheidenberger, C. & Zhukov, MV Zwei-Neutronen-Radioaktivität und Vier-Nukleonen-Emission aus exotischen Kernen. Physik. Rev. C 84, 021303(R) (2011).

Artikel ADS Google Scholar

Lane, AM & Thomas, RG R-Matrix-Theorie von Kernreaktionen. Rev. Mod. Physik. 30, 257–353 (1958).

Artikel ADS MathSciNet Google Scholar

Dover, CB, Mahaux, C. & Weidenmüller, HA Die Einzelpartikelgrenze für Teilbreiten. Nukl. Physik. A 139, 593–604 (1969).

Artikel ADS Google Scholar

Machleidt, R. & Entem, DR Chirale effektive Feldtheorie und Kernkräfte. Physik. Rep. 503, 1–75 (2011).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Entem, DR & Machleidt, R. Genaues ladungsabhängiges Nukleon-Nukleon-Potential bei vierter Ordnung der chiralen Störungstheorie. Physik. Rev. C 68, 041001(R) (2003).

Artikel ADS Google Scholar

Bogner, S., Kuo, TTS, Coraggio, L., Covello, A. & Itaco, N. Nukleon-Nukleon-Potenzial mit niedrigem Impuls und effektive Wechselwirkungen mit Schalenmodellen. Physik. Rev. C 65, 051301(R) (2002).

Artikel ADS Google Scholar

Nogga, A., Bogner, SK & Schwenk, A. Wechselwirkung mit geringem Impuls in Systemen mit wenigen Nukleonen. Physik. Rev. C 70, 061002(R) (2004).

Artikel ADS Google Scholar

Takayanagi, K. Effektive Interaktion im nicht entarteten Modellraum. Nukl. Physik. A 852, 61–81 (2011).

Artikel ADS Google Scholar

Takayanagi, K. Effektiver Hamiltonoperator in der erweiterten Krenciglowa-Kuo-Methode. Nukl. Physik. A 864, 91–112 (2011).

Artikel ADS Google Scholar

Tsunoda, N., Takayanagi, K., Hjorth-Jensen, M. & Otsuka, T. Effektive Wechselwirkungen mit mehreren Schalen. Physik. Pfr. Fr. C 89, 024313 (2014).

Artikel ADS Google Scholar

Hjorth-Jensen, M., Kuo, TT & Osnes, E. Realistische effektive Wechselwirkungen für Kernsysteme. Physik. Rep. 261, 125–270 (1995).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Fujita, J. & Miyazawa, H. Pion-Theorie der Dreikörperkräfte. Prog. Theor. Physik. 17, 360–365 (1957).

Artikel ADS MathSciNet CAS MATH Google Scholar

Kohno, M. G-Matrix-Berechnungen für Kern- und Neutronenmaterie mit einem chiralen effektiven Feldtheoriepotential einschließlich der Auswirkungen von Drei-Nukleonen-Wechselwirkungen. Physik. Rev. C 88, 064005 (2013); Erratum 96, 059903 (2017).

Artikel ADS Google Scholar

van Kolck, U. Wenige Nukleonenkräfte aus chiralen Lagrange-Operatoren. Physik. Rev. C 49, 2932–2941 (1994).

Artikel ADS Google Scholar

Epelbaum, E., Hammer, H.-W. & Meißner, U.-G. Moderne Theorie der Atomkräfte. Rev. Mod. Physik. 81, 1773–1825 (2009).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Jiang, WG et al. Genaue Masseneigenschaften von Kernen von A = 2 bis ∞ aus Potentialen mit Δ-Isobaren. Physik. Rev. C 102, 054301 (2020).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Coester, F. Gebundene Zustände eines Vielteilchensystems. Nukl. Physik. 7, 421–424 (1958).

Artikel Google Scholar

Coester, F. & Kümmel, H. Kurzreichweitige Korrelationen in Kernwellenfunktionen. Nukl. Physik. 17, 477–485 (1960).

Artikel MathSciNet CAS MATH Google Scholar

Kümmel, H., Lührmann, KH & Zabolitzky, JG Viel-Fermionen-Theorie in expS- (oder gekoppelter Cluster-)Form. Physik. Rep. 36, 1–63 (1978).

Artikel ADS Google Scholar

Mihaila, B. & Heisenberg, JH Mikroskopische Berechnung der inklusiven Elektronenstreustrukturfunktion in 16O. Physik. Rev. Lett. 84, 1403–1406 (2000).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Dean, DJ & Hjorth-Jensen, M. Coupled-Cluster-Ansatz zur Kernphysik. Physik. Rev. C 69, 054320 (2004).

Artikel ADS Google Scholar

Bartlett, RJ & Musiał, M. Coupled-Cluster-Theorie in der Quantenchemie. Rev. Mod. Physik. 79, 291–352 (2007).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Hagen, G., Papenbrock, T., Hjorth-Jensen, M. & Dean, DJ Coupled-Cluster-Berechnungen von Atomkernen. Rep. Prog. Physik. 77, 096302 (2014).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Noga, J., Bartlett, RJ & Urban, M. Auf dem Weg zu einem vollständigen CCSDT-Modell für die Elektronenkorrelation. CCSDT-n-Modelle. Chem. Physik. Lette. 134, 126–132 (1987).

Artikel ADS Google Scholar

Watts, JD & Bartlett, RJ Iterative und nicht iterative dreifache Anregungskorrekturen in Coupled-Cluster-Methoden für angeregte elektronische Zustände: EOM-CCSDT-3 und EOM-CCSD(\(\widetilde{{\rm{T}}}\ )) Methoden. Chem. Physik. Lette. 258, 581–588 (1996).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Gour, JR, Piecuch, P., Hjorth-Jensen, M., Włoch, M. & Dean, DJ Coupled-Cluster-Berechnungen für Valenzsysteme um 16O. Physik. Rev. C 74, 024310 (2006).

Artikel ADS Google Scholar

Morris, TD et al. Struktur der leichtesten Zinnisotope. Physik. Rev. Lett. 120, 152503 (2018).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Frame, D. et al. Eigenvektorfortsetzung mit Subraumlernen. Physik. Rev. Lett. 121, 032501 (2018).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

König, S., Ekström, A., Hebeler, K., Lee, D. & Schwenk, A. Eigenvektorfortsetzung als effizienter und genauer Emulator zur Unsicherheitsquantifizierung. Physik. Lette. B 810, 135814 (2020).

Artikel Google Scholar

Ekström, A. & Hagen, G. Globale Sensitivitätsanalyse der Masseneigenschaften eines Atomkerns. Physik. Rev. Lett. 123, 252501 (2019).

Artikel ADS PubMed Google Scholar

Bastos, LS & O'Hagan, A. Diagnose für Gaußsche Prozessemulatoren. Technometrics 51, 425–438 (2009).

Artikel MathSciNet Google Scholar

Wesolowski, S., Klco, N., Furnstahl, RJ, Phillips, DR & Thapaliya, A. Bayesianische Parameterschätzung für effektive Feldtheorien. J. Phys. G 43, 074001 (2016).

Artikel ADS Google Scholar

Melendez, JA, Wesolowski, S. & Furnstahl, RJ Bayesianische Kürzungsfehler in der chiralen effektiven Feldtheorie: Nukleon-Nukleon-Observablen. Physik. Rev. C 96, 024003 (2017).

Artikel ADS Google Scholar

Wesolowski, S., Furnstahl, RJ, Melendez, JA & Phillips, DR Erforschung der Bayes'schen Parameterschätzung für die chirale effektive Feldtheorie unter Verwendung von Nukleon-Nukleon-Phasenverschiebungen. J. Phys. G 46, 045102 (2019).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Melendez, JA, Furnstahl, RJ, Phillips, DR, Pratola, MT & Wesolowski, S. Quantifizierung korrelierter Trunkierungsfehler in der effektiven Feldtheorie. Physik. Rev. C 100, 044001 (2019).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Ekström, A., Hagen, G., Morris, TD, Papenbrock, T. & Schwartz, PD Δ-Isobaren und Kernsättigung. Physik. Rev. C 97, 024332 (2018).

Artikel ADS Google Scholar

Raftery, AE, Givens, GH & Zeh, JE Schlussfolgerung aus einem deterministischen Populationsdynamikmodell für Grönlandwale. Marmelade. Stat. Assoc. 90, 402–416 (1995).

Artikel MATH Google Scholar

Vernon, I., Goldstein, M. & Bower, RG Gegenerwiderung – Galaxienentstehung: eine Bayes'sche Unsicherheitsanalyse. Bayesianischer Analsex. 5, 697–708 (2010).

MathSciNet MATH Google Scholar

Andrianakis, I. et al. Bayesianischer Geschichtsabgleich komplexer Modelle für Infektionskrankheiten mittels Emulation: ein Tutorial und eine Fallstudie zu HIV in Uganda. PLoS Comput. Biol. 11, e1003968 (2015).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Williamson, D. et al. Geschichtsabgleich zur Erkundung und Reduzierung des Klimamodellparameterraums mithilfe von Beobachtungen und einem großen Ensemble gestörter Physik. Aufstieg. Dyn. 41, 1703–1729 (2013).

Artikel Google Scholar

Edwards, TL et al. Erneuter Blick auf den Eisverlust in der Antarktis aufgrund der Instabilität der Meereseisklippen. Natur 566, 58–64 (2019).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Pukelsheim, F. Die Drei-Sigma-Regel. Bin. Stat. 48, 88–91 (1994).

MathSciNet Google Scholar

Siemens, D. et al. Vereinbarkeit von Schwellen- und Unterschwellenerweiterungen für die Pion-Nukleon-Streuung. Physik. Lette. B 770, 27–34 (2017).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Foreman-Mackey, D., Hogg, DW, Lang, D. & Goodman, J. Moderator: der MCMC-Hammer. Publ. Astron. Soc. Pac. 125, 306–312 (2013).

Artikel ADS Google Scholar

Jacob, G. & Maris, TAJ Quasifreie Streuung und Kernstruktur. Rev. Mod. Physik. 38, 121–142 (1966).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Jacob, G. & Maris, TAJ Quasifreie Streuung und Kernstruktur. II. Rev. Mod. Physik. 45, 6–21 (1973).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Perey, F. & Buck, B. Ein nicht-lokales Potentialmodell für die Streuung von Neutronen durch Kerne. Nukl. Physik. 32, 353–380 (1962).

Artikel MATH Google Scholar

Møller, C. Allgemeine Eigenschaften der charakteristischen Matrix in der Theorie der Elementarteilchen. In The Royal Danish Society of Sciences, Mathematical-Physical Notices Vol. 23 (Munksgaard, 1945).

Franey, MA & Love, WG Nukleon-Nukleon-t-Matrix-Wechselwirkung für Streuung bei mittleren Energien. Physik. Rev. C 31, 488–498 (1985).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Bohr, A. & Mottelson, BR Nuclear Structure Vol. 1 (Benjamin, 1969).

Cooper, ED, Hama, S., Clark, BC & Mercer, RL Globale Dirac-Phänomenologie für die elastische Protonen-Kern-Streuung. Physik. Rev. C 47, 297–311 (1993).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Amos, K., Dortmans, PJ, von Geramb, HV, Karataglidis, S. & Raynal, J. Advances in Nuclear Physics (Hrsg. Negele, JW & Vogt, E.) 276–536 (Plenum, 2000).

Referenzen herunterladen

Wir danken dem RIKEN Nishina Center und dem Center for Nuclear Study sowie dem Beschleunigerpersonal der Universität Tokio für die hervorragende Strahlabgabe. Diese Arbeit wurde teilweise durch JSPS KAKENHI-Stipendiennummern unterstützt. JP18K03672 und JP18H05404. Diese Arbeit wurde außerdem gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Projekt-ID 279384907 - SFB 1245, den Kooperationsvertrag GSI-TU Darmstadt, die GSI im Auftrag KZILGE1416, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Auftrag Nr. 05P15RDFN1 und 05P21PKFN1, die Fördervereinbarung Nr. des Europäischen Forschungsrats (ERC). 258567 und des ERC im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union (Fördervereinbarung Nr. 758027) und der Fördernummern des schwedischen Forschungsrates. 2011-5324, 2017-03839 und 2017-04234, 2020-05127. Teilweise Unterstützung leisteten auch das französisch-japanische International Associated Laboratory for Nuclear Structure Problems sowie das französische ANR-14-CE33-0022-02 EXPAND. Diese Arbeit wurde teilweise auch vom Institute for Basic Science (IBS-R031-D1) in Korea und dem US-Energieministerium, Office of Science, Office of Nuclear Physics unter den Auszeichnungsnummern unterstützt. DE-FG02-96ER40963 und DE-SC0018223. Diese Arbeit wurde teilweise auch von der National Science Foundation, USA, unter der Fördernr. PHY-1102511. Computerzeit wurde vom Programm Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment (INCITE) bereitgestellt. Für diese Forschung wurden Ressourcen der Oak Ridge Leadership Computing Facility am Oak Ridge National Laboratory genutzt, die vom Office of Science des US-Energieministeriums im Rahmen der Vertragsnummer unterstützt wird. DE-AC05-00OR22725 und Ressourcen, die von der Swedish National Infrastructure for Computing (SNIC) am Chalmers Centre for Computational Science and Engineering (C3SE) und dem National Supercomputer Centre (NSC) bereitgestellt werden und teilweise vom Swedish Research Council durch die Fördervereinbarung Nr. finanziert werden. 2018-05973. YT dankt für die Unterstützung des JSPS Grant-in-Aid for Scientific Research Grant No. JP21H01114. IG wurde von HIC for FAIR und der Croatian Science Foundation unter den Projektnummern unterstützt. 1257 und 7194. ZD und DS wurden vom Nationalen Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsfonds Ungarns durch die Projektnummern unterstützt. TKP2021-NKTA-42 und K128947. T. Otsuka., NS, NT, YU und SY danken für wertvolle Unterstützung durch das „Priority Issue on Post-K computer“ (hp190160), das „Program for Promoting Researches on the Supercomputer Fugaku“ (JPMXP1020200105, hp200130, hp210165) und KAKENHI-Stipendien (JP17K05433, JP20K03981, JP19H05145, JP21H00117). Das hier präsentierte Material basiert auf Arbeiten, die teilweise vom US-Energieministerium, dem Office of Science und dem Office of Nuclear Physics im Rahmen des Vertrags Nr. DE-AC02-06CH11357 (ANL). T. Nakamura dankt für die Unterstützung des JSPS Grant-in-Aid for Scientific Research Grant No. JP21H04465. IV dankt UKRI (EP/W011956/1) und Wellcome (218261/Z/19/Z) für die Finanzierung.

Fakultät für Physik, Tokyo Institute of Technology, Tokio, Japan

Y. Kondo, A. Hirayama, T. Nakamura, T. Ozaki, AT Saito, M. Shikata, S. Takeuchi, Y. Togano, T. Tomai, J. Tsubota und M. Yasuda

RIKEN Nishina Center, Saitama, Japan

Y. Kondo, H. Baba, N. Chiga, I. Gašparić, T. Isobe, J. Kahlbow, K. Kisamori, T. Nakamura, H. Otsu, T. Otsuka, V. Panin, M. Sasano, H.K. Sato , Y. Shimizu, L. Stuhl, T. Uesaka, H. Wang, Z. Yang & K. Yoneda

LPC Caen UMR6534, Universität Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS/IN2P3, Caen, Frankreich

Achouri NL, Delaunay F, Deshayes Q, Gibelin J, Marquis FM, NA Orr & A Revel

Libanesische Universität, Beirut, Libanon

H. Al Falou

Libanesisch-Französische Universität für Technologie und angewandte Wissenschaften, Deddeh, Libanon

H. Al Falou

Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany

L. Atar, T. Aumann, C. Caesar, I. Gašparić, M. Holl, J. Kahlbow, S. Paschalis, D. Rossi, H. Scheit, F. Schindler, H. Törnqvist & J. Tscheuschner

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany

T. Aumann, K. Boretzky, C. Caesar, M. N. Harakeh, M. Holl, A. Horvat, D. Körper, H. Simon & H. Törnqvist

Helmholtz-Forschungsakademie Hessen für FAIR, Darmstadt, Deutschland

T. Aumann

Irfu, CEA, Universität Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, Frankreich

D. Calvet, A. Corsi, A. Delbart, J.-M. Gheller, A. Gillibert, V. Lapoux und A. Obertelli

Institut für Grundlagenwissenschaften, Daejeon, Republik Korea

H. Chae

Atomki, Debrecen, Ungarn

Zs. Dombrádi, Z. Elekes, I. Kuti & D. Sohler

ESRIG, Universität Groningen, Groningen, Niederlande

CA Douma, MN Harakeh, N. Kalantar-Nayestanaki und M. Najafi

Fachbereich Physik, Chalmers Institute of Technology, Göteborg, Schweden

A. Ekström, C. Forssén, WG Jiang, S. Lindberg und T. Nilsson

Ruđer-Bošković-Institut, Zagreb, Kroatien

I. Gašparić

Abteilung für Physik, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, USA

G. Hagen, T. Papenbrock & ZH Sun

Institut für Physik und Astronomie, University of Tennessee, Knoxville, TN, USA

G. Hagen, T. Papenbrock & ZH Sun

Abteilung für Physik, Argonne National Laboratory, Argonne, IL, USA

CR Hoffmann

Eötvös-Loránd-Universität, Budapest, Ungarn

DER. Horváth

Zentrum für exotische Nuklearstudien, Institut für Grundlagenwissenschaften, Daejeon, Republik Korea

JW Hwang, S. Kim & L. Stuhl

Abteilung für Physik und Astronomie, Seoul National University, Seoul, Republik Korea

JW Hwang, S. Kim & Y. Satou

Abteilung für fortgeschrittene Energietechnik, Kyushu-Universität, Fukuoka, Japan

S. Kawase & K. Nakano

Fachbereich Physik, Tohoku-Universität, Miyagi, Japan

T. Kobayashi & K. Miki

Fachbereich Physik, Universität Tokio, Tokio, Japan

S. Koyama, T. Otsuka und TY Saito

Zentrum für Nuklearstudien, Universität Tokio, Saitama, Japan

S. Masuoka, P. Schrock & N. Tsunoda

Institut für Kernphysik, Universität zu Köln, Köln, Germany

J. Mayer

Fachbereich Physik, Universität Kyoto, Kyoto, Japan

T. Murakami & N. Nakatsuka

Fachbereich Physik, Kyushu-Universität, Fukuoka, Japan

K.Ogata

Forschungszentrum für Kernphysik, Universität Osaka, Osaka, Japan

K. Ogata

Fakultät für Physik, Osaka City University, Osaka, Japan

K. Ogata

Großer nationaler Schwerionenbeschleuniger (GANIL), CEA/DRF-CNRS/IN2P3, Caen, Frankreich

F. de Oliveira Santos, A. Revel und O. Sorlin

Zentrum für Computerwissenschaften, Universität Tsukuba, Ibaraki, Japan

N. Shimizu

Fakultät für Physik, Universität Osaka, Osaka, Japan

M. Tanaka

Einrichtung für seltene Isotopenstrahlen, Michigan State University, East Lansing, MI, USA

M. Thönnessen

Fachbereich Physik, Rikkyo-Universität, Tokio, Japan

Y. Togano

Advanced Science Research Center, Japanische Atomenergiebehörde, Ibaraki, Japan

Y. Utsuno

Fakultät für Mathematische Wissenschaften, Durham University, Durham, Großbritannien

Ich. Vernon

Liberal and General Education Center, Institut zur Förderung der höheren akademischen Bildung, Utsunomiya-Universität, Tochigi, Japan

S. Yoshida

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

YK hat das Experiment entworfen und vorgeschlagen und die Offline-Analyse und die Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. YK, T. Nakamura, T. Otsuka, KO und NAO haben das Manuskript verfasst. YK, TN, NLA, HAF, LA, TA, HB, KB, CC, DC, HC, NC, AC, FD, AD, QD, ZD, CAD, ZE, IG, J.-MG, JG, AG, MNH , AH, CRH, MH, AH, Á.H., JWH, TI, JK, NK-N., S. Kawase, S. Kim, KK, TK, DK, SK, IK, VL, SL, FMM, SM , JM, KM, TM, MN, KN, NN, TN, AO, FdOS, NAO, HO, T. Ozaki, VP, SP, AR, DR, ATS, TYS, MS, H. Sato, YS, H. Scheit , FS, PS, MS, YS, H. Simon, DS, OS, LS, ST, M. Tanaka, M. Thoennessen, HT, YT, TT, J. Tscheuschner, J. Tsubota, TU, HW, ZY, MY und KY beteiligte sich am Aufbau des Experiments und/oder überwachte die Datenakkumulation und/oder hielt den Betrieb des Experiments und der Detektoren aufrecht. T. Otsuka, NS, NT, YU und SY führten die EEdf3-Berechnungen durch. KO führte die DWIA-Berechnungen durch. AE, CF, GH, WGJ, TP, ZHS und IV führten die Coupled-Cluster-Berechnungen und deren statistische Analyse durch und verfassten die zugehörigen Abschnitte des Manuskripts.

Korrespondenz mit Y. Kondo.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Nature dankt Rituparna Kanungo und den anderen, anonymen Gutachtern für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit.

Anmerkung des Herausgebers Springer Nature bleibt hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.

Die Einschübe zeigen die Gesamteffizienz als Funktion der Zerfallsenergie für die Detektion von 24O sowie vier und drei Neutronen.

a: Das ausgefüllte graue Histogramm ist die Dreikörper-Zerfallsenergie E012, abhängig von der gesamten Zerfallsenergie E01234 < 1 MeV für die 24O+4n-Koinzidenzereignisse. Die roten und blauen Histogramme sind das Ergebnis von Simulationen des sequentiellen Zerfalls durch den 26O-Grundzustand (A und B in Abb. 2e) bzw. des Fünfkörper-Phasenraumzerfalls. b, Gleich wie a, jedoch für die Dreikörper-Zerfallsenergie E034. c: Das ausgefüllte graue Histogramm ist das partielle Zerfallsenergiespektrum E012, gesteuert durch 1,0 < E0123 < 1,2 MeV für die 24O+3n-Koinzidenzereignisse. Die rot und blau gestrichelten Histogramme sind das Ergebnis von Simulationen unter Annahme eines sequentiellen 27O-Zerfalls (B und C in Abb. 2e) bzw. eines Vierkörper-Phasenraumzerfalls. Das grün schraffierte Histogramm stellt den Beitrag des Zerfalls von 28O dar. Das rote (blaue) feste Histogramm ist die Summe der Beiträge von 28O und 27O zum sequentiellen (Phasenraum-)Zerfall. d, wie c, jedoch mit der Zweikörper-Zerfallsenergie E03. e, Zerfallsenergiespektrum von 24O+2n-Ereignissen aus den 29Ne-Strahldaten. Das graue Histogramm stellt Ereignisse mit E01 < 0,08 MeV dar. Das rote Histogramm zeigt die Ergebnisse der Simulation für den Zerfall der 27O-Resonanz. Der beobachtete Überschuss an Zerfallsenergie nahe Null wird als Ergebnis der direkten Besetzung des 26O-Grundzustands durch 29Ne interpretiert. f, Zerfallsenergiespektrum von 24O+2n-Ereignissen aus dem 29F-Strahl. Das graue Histogramm stellt Ereignisse mit E01 < 0,08 MeV dar. Das rote Histogramm zeigt die beste Anpassung im Bereich des Peaks, der aus dem Zerfall der 27O-Resonanz resultiert (gestricheltes Histogramm), und eine Exponentialverteilung (gepunktete Kurve), die sich aus allen anderen Beiträgen ergibt, die hauptsächlich aus dem Zerfall von 28O stammen.

Quelldaten

Überlebte, nicht unplausible Berechnungen werden durch blaue Punkte als Funktionen der Energiedifferenzen ΔE(28,24O) und ΔE(27,28O) dargestellt. Der schwarze Kreis zeigt das Experiment. Die gestrichelten Kurven zeigen Regionen mit der höchsten Wahrscheinlichkeitsdichte von 68 % und 90 %. Die oberen und rechten Verteilungen sind die eindimensionalen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen. Die von den anderen Theorien angegebenen Werte sind als Quadrate dargestellt: grün, USDB, GSM und CSM; rot, SDPF-M und EEdf3; lila, VS-IMSRG.

Ereignisse, die der Besetzung des 28O-Grundzustands entsprechen (E012 < 0,08 MeV und E0123 < 0,8 MeV), werden durch die Datenpunkte angezeigt. Die blauen und roten durchgezogenen Linien stellen die DWIA-Berechnungen dar, einschließlich der experimentellen Effekte für s1/2- bzw. d5/2-Protonen-Knockout, wobei die Verteilungen so skaliert wurden, dass sie am besten zum Experiment passen.

Quelldaten

Oben links: Gesamtenergien von 24O, berechnet mit der Coupled-Cluster-Methode in der CCSDT-3-Näherung im Vergleich zum SP-CC-Emulator für einen Validierungssatz von 100 Parameterproben. Panel oben rechts, Verteilung der Residuen in Prozent. Unten links: 2+ Anregungsenergien von 24O, berechnet mit der Coupled-Cluster-Methode in der EOM-CCSDT-3-Näherung im Vergleich zum SP-CC-Emulator für einen Validierungssatz von 40 Parameterproben. Unten rechts: Verteilung der Residuen in Prozent.

Unten links im Dreieck entsprechen die Panelgrenzen dem Eingabevolumen von Welle 1. Der Bereich wird iterativ reduziert und die Eingabevolumina der Wellen 2, 3 und 4 werden durch grün/strichpunktiert, blau/gestrichelt und schwarz/durchgezogen angezeigt Rechtecke bzw. Die optischen Tiefen nicht unplausibler Proben in der letzten Welle werden in Rot angezeigt, wobei dunklere Bereiche einer dichteren Verteilung nicht unplausibler Proben entsprechen. Oberes rechtes Dreieck, hinteres Parameter-PDF aus der MCMC-Stichprobe mit den nicht unplausiblen Stichproben der History-Matching-Analyse als Ausgangspunkt. Wir verwenden eine unkorrelierte, multivariate Normal-Likelihood-Funktion und einen einheitlichen Prior, der durch das Anfangsvolumen der ersten Welle begrenzt ist. Beachten Sie, dass die relevanten hinteren Regionen in einigen Richtungen klein, in anderen jedoch größer sind, z. B. cD und cE.

MCMC-Proben des PPD für ausgewählte Sauerstoffobservablen. Das schwarze (kastanienbraune) Histogramm zeigt Ergebnisse, die mit einer unkorrelierten Gaußschen Wahrscheinlichkeit erhalten wurden (einschließlich einer diskreten Wahrscheinlichkeit p(Enp.1S0 > 0|θ) = 1). Das rote Histogramm veranschaulicht eine Stichprobe mit niedrigen Statistiken. Die 68 % glaubwürdigen Regionen und die Mediane werden durch gestrichelte Linien auf der Diagonale angezeigt, während die durchgezogenen, vertikalen grauen (blauen) Linien das experimentelle Ziel zeigen (Vorhersage mit der ΔNNLOGO(394)-Wechselwirkung).

Springer Nature oder sein Lizenzgeber (z. B. eine Gesellschaft oder ein anderer Partner) besitzen die ausschließlichen Rechte an diesem Artikel im Rahmen einer Veröffentlichungsvereinbarung mit dem Autor bzw. den Autoren oder anderen Rechteinhabern. Die Selbstarchivierung der akzeptierten Manuskriptversion dieses Artikels durch den Autor unterliegt ausschließlich den Bedingungen dieser Veröffentlichungsvereinbarung und geltendem Recht.

Nachdrucke und Genehmigungen

Kondo, Y., Achouri, NL, Falou, HA et al. Erste Beobachtung von 28O. Natur 620, 965–970 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6

Zitat herunterladen

Eingegangen: 13. Oktober 2022

Angenommen: 21. Juni 2023

Veröffentlicht: 30. August 2023

Ausgabedatum: 31. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein Link zum Teilen verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.

Blog