محاسبه فاکتور S_E1 واکنش d(alpha,, gamma)6Li با استفاده از نظریه میدان موثر خوشه‌ای در انرژی های پایین

رادین, مهدی; نظری, فرزانه; معینی آرانی, مهدی

doi:10.22055/jrmbs.2025.19793

محاسبه فاکتور S_E1 واکنش d(alpha,, gamma)6Li با استفاده از نظریه میدان موثر خوشه‌ای در انرژی های پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

مهدی رادین ¹

فرزانه نظری ¹

مهدی معینی آرانی ²

¹ دانشکدة فیزیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

² دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

10.22055/jrmbs.2025.19793

چکیده

در این مقاله با استفاده از نظریه میدان موثر خوشه‌ای به مطالعه فرآیند گیراندازی تابشی d(alpha, gamma)6Li تا مرتبه NLO و در محدوده انرژی های پایین می‌پردازیم. این واکنش نقشی تعیین کننده در تولید در دقایق ابتدایی پس از انفجار بزرگ داشته است. در محدوده انرژی MeV 0.5 گذار سهم غالبی در فرآیند دارد. در این تحقیق ابتدا به استخراج دامنه گذار برای همه حالت های P اولیه سیستم آلفا-دوترون به حالت پایه نهایی هسته 6Li مطابق با دیاگرام های فاینمن پرداخته و سپس سطح مقطع کل و فاکتور اخترفیریکی واکنش را در بازه انرژی MeV5

کلیدواژه‌ها

نظریه میدان موثر خوشه‌ای

واکنش گیراندازی تابش گاما

فاکتور اخترفیزیکی S

موضوعات

فیزیک هسته ای

عنوان مقاله English

Calculation of the factor S_E1 of d(\alpha,,\gamma)6Li reaction in the Cluster Effective Field Theory at Low Energies

نویسندگان English

Mahdi Radin ¹

Farzaneh Nazari ¹

Mahdi Moeini Arani ²

¹ Department of Physics, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

² Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

چکیده English

In this paper we study the radiative capture process d(alpha, gamma)6Li in the cluster effective field theory at low energies up to next-to-leading order. This particular nuclear reaction played a crucial role in the early universe by rapidly producing 6Li shortly after the Big Bang. In the range of energy E_CM

کلیدواژه‌ها English

Cluster effective field theory

Gamma capture reaction

The astrophysical S-factor

[1] M.A.D. Trezzi, M. Aliotta, A. Bellini, D. Bemmerer, A. Boeltzig, C. Broggini, C.G. Bruno, A Caciolli, e.a. F Cavanna, Big Bang 6Li nucleosynthesis studied deep underground (LUNA collaboration), Astroparticle Physics, 89 (2017) 57-65. https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2017.01.007

[2] P.D. Serpico, S. Esposito, F. Iocco, G. Mangano, G. Miele, O. Pisanti, Nuclear reaction network for primordial nucleosynthesis: a detailed analysis of rates, uncertainties and light nuclei yields, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2004 (2004) 010. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2004/12/010

[3] P.D.R.GH. Robertson, R.A. Warner, R.C. Melin, T.J. Bowles, A.B. McDonald, G.C. Ball, W.G. Davies, E. Earle, Observation of the capture reaction/sup 2/H (cap alpha.,. gamma.)/sup 6/Li and its role in production of/sup 6/Li in the big bang, Physical. Review.Letter 47 (1981). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.47.1867

[4] P. Mohr, V. Kölle, S. Wilmes, U. Atzrott, G. Staudt, J. Hammer, H. Krauss, H. Oberhummer, Direct capture in the 3+ resonance of H 2 (α, γ) 6 Li, Physical Review C, 50 (1994) 1543. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.50.1543

[5] F. Hammache, A. Walus, M. Caamano, M. Hellström, D. Cortina-Gil, A. Wagner, P. Mohr, V. Tatischeff, O. Sorlin, D. Galaviz, New measurement of the cross section of the big bang nucleosynthesis reaction D(α,γ)⁶Li and its astrophysical impact (2006) 013. https://doi.org/10.22323/1.028.0013

[6] K. Langanke, Microscopic potential model studies of light nuclear capture reactions, Nuclear Physics A, 457 (1986) 351-366. https://doi.org/310.1016/0375-9474(1086)90383-90380.

[7] S. Typel, G. Bläge, K. Langanke, The low-energy D (α,γ)⁶Li and 6 Li+ 208 Pb→ D+ α+ 208 Pb cross sections, Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei, 339 (1991) 335-339. https://link.springer.com/article/10.1007/BF01560634

[8] A. Kharbach, P. Descouvemont, Microscopic study of the 2H (α, γ) 6 Li reaction in a multicluster model, Physical Review C, 58 (1998) 1066. https://doi.org/1010.1103/PhysRevC.1058.1066.

[9] L.D.B. A. M. Mukhamedzhanov, and B. F. Irgaziev, Reexamination of the astrophysical S factor for the α+d →6Li+γ reaction, Physical Review C, 83 (2011). https://doi.org/10.1103/PhysRevC.1183.055805.

[10] Y. Kikuchi, N. Kurihara, A. Wano, K. Katō, T. Myo, M. Takashina, Three-body model analysis of α+ d elastic scattering and the 2 H (α, γ) 6 Li reaction in complex-scaled solutions of the Lippmann-Schwinger equation, Physical Review C, 84 (2011) 064610. https://doi.org/064610.061103/PhysRevC.064684.064610

[11] A.S.K. E. M. Tursunov, S. A. Turakulov, and I. Bray, Theoretical study of the α+d→^{6}Li+γ astrophysical capture process in a three-body model, Physical . Review C 94 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevC.1194.015801

[12] S.A.T. E. M. Tursunov, A. S. Kadyrov, and I. Bray, Theoretical study of the α+d→^{6}Li+γ astrophysical capture process in a three-body model. II. Reaction rates and primordial abundance, Physical . Review C, 98 (2018) https://doi.org/10.1103/PhysRevC.1198.055803.

[13] F. Nazari, M. Radin, M.M. Arani, Low-energy deuteron–alpha elastic scattering in cluster effective field theory, The European Physical Journal A, 59 (2023) 20.. https://doi.org/10.1140/epja/s10050-023-00923-x

[14] R. Higa, G. Rupak, A. Vaghani, Radiative 3 He (α,γ α, γ) 7 Be reaction in halo effective field theory, The European Physical Journal A, 54 (2018) 1-12. https://doi.org/10.1140/epja/i2018-12486-5

[15] S.-i. Ando, J.W. Shin, C.H. Hyun, S.-W. Hong, Low energy proton-proton scattering in effective field theory, Physical Review C, 76 (2007). 064001. https://doi.org/064010.061103/PhysRevC.064076.064001.

[16] S.-I. Ando, Cluster effective field theory and nuclear reactions, The European Physical Journal A, 57 (2021) 17. https://doi.org/10.1140/epja/s10050-10020-00304-10058.

[17] S.-I. Ando, S E 1 factor of radiative α capture on C 12 in cluster effective field theory, Physical Review C, 100 (2019) 015807. https://doi.org/015810.011103/PhysRevC.015100.015807

[18] S.-I. Ando, Radiative decay of the subthreshold 1 1− and 2 1+ states of O 16 in cluster effective field theory, Physical Review C, 109 (2024) 015801. https://doi.org/015810.011103/PhysRevC.015109.015801

[19] M. Anders, D. Trezzi, R. Menegazzo, M. Aliotta, A. Bellini, D. Bemmerer, C. Broggini, A. Caciolli, P. Corvisiero, H. Costantini, First Direct Measurement of the H 2 (α, γ) Li 6 Cross Section at Big Bang Energies and the Primordial Lithium Problem, Physical Review Letters, 113 (2014) 042501. https://doi.org/042510.041103/PhysRevLett.042113.042501

[20] J. Kiener, H. Gils, H. Rebel, S. Zagromski, G. Gsottschneider, N. Heide, H. Jelitto, J. Wentz, G. Baur, Measurements of the Coulomb dissociation cross section of 156 MeV Li 6 projectiles at extremely low relative fragment energies of astrophysical interest, Physical Review C, 44 (1991) 2195. https://doi.org/2110.1103/PhysRevC.2144.2195.

[21] S. Igamov, R. Yarmukhamedov, Triple-differential cross section of the 208Pb (6Li, αd) 208Pb Coulomb breakup and astrophysical S-factor of the d (α, γ) 6Li reaction at extremely low energies, Nuclear Physics A, 673 (2000) 509-525. https://doi.org/10.1016/S0375-9474(00)00132-9