論文の概要: Quantified limits of the nuclear landscape
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.05924v2
- Date: Tue, 31 Mar 2020 12:07:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-11 00:57:36.912563
- Title: Quantified limits of the nuclear landscape
- Title（参考訳）: 核の風景の定量化限界
- Authors: L\'eo Neufcourt, Yuchen Cao, Samuel A. Giuliani, Witold Nazarewicz,
Erik Olsen and Oleg B. Tarasov
- Abstract要約: 粒子結合同位体の射程を予測することは、核理論にとって有意義な挑戦である。
我々は, 微視的核質量モデルとベイズ法を用いて, 陽子と中性子分離エネルギーの定量予測を行う。
この研究で得られた外挿は、エキゾチック核に関する新しい実験情報が利用可能になったときに、厳密な試験によって行われる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24792948967354234
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The chart of the nuclides is limited by particle drip lines beyond which
nuclear stability to proton or neutron emission is lost. Predicting the range
of particle-bound isotopes poses an appreciable challenge for nuclear theory as
it involves extreme extrapolations of nuclear masses beyond the regions where
experimental information is available. Still, quantified extrapolations are
crucial for a variety of applications, including the modeling of stellar
nucleosynthesis. We use microscopic nuclear mass models and Bayesian
methodology to provide quantified predictions of proton and neutron separation
energies as well as Bayesian probabilities of existence throughout the nuclear
landscape all the way to the particle drip lines. We apply nuclear density
functional theory with several energy density functionals. To account for
uncertainties, Bayesian Gaussian processes are trained on the separation-energy
residuals for each individual model, and the resulting predictions are combined
via Bayesian model averaging. This framework allows to account for systematic
and statistical uncertainties and propagate them to extrapolative predictions.
We characterize the drip-line regions where the probability that the nucleus is
particle-bound decreases from $1$ to $0$. In these regions, we provide
quantified predictions for one- and two-nucleon separation energies. According
to our Bayesian model averaging analysis, 7759 nuclei with $Z\leq 119$ have a
probability of existence $\geq 0.5$. The extrapolations obtained in this study
will be put through stringent tests when new experimental information on exotic
nuclei becomes available. In this respect, the quantified landscape of nuclear
existence obtained in this study should be viewed as a dynamical prediction
that will be fine-tuned when new experimental information and improved global
mass models become available.
- Abstract（参考訳）: 核種のチャートは、陽子や中性子の放出に対する核の安定性が失われる粒子のドリップ線によって制限される。
粒子結合同位体の範囲を予測することは、実験情報が利用可能な領域を超えて核質量を極端に外挿することを含むため、核理論にとって大きな課題となる。
それでも、定量化した外挿は、恒星核合成のモデリングを含む様々な応用に不可欠である。
我々は, 微視的核質量モデルとベイズ法を用いて, 中性子分離エネルギーと陽子および中性子分離エネルギーの定量予測を行い, 粒子滴下線まで核風景中に存在するベイズ確率を推定した。
いくつかのエネルギー密度汎関数を持つ核密度汎関数理論を適用する。
不確実性を考慮するために、ベイジアンガウス過程は個々のモデルの分離エネルギー残差に基づいて訓練され、その結果の予測はベイジアンモデル平均化を介して結合される。
この枠組みは、体系的および統計的不確実性を考慮し、それらを外挿的予測に伝達することができる。
我々は、核が粒子結合である確率が1ドルから0ドルに減少するドリップライン領域を特徴付ける。
これらの領域では、1核および2核分離エネルギーの定量予測を行う。
我々のベイズモデル平均化分析によれば、$z\leq 119$の7759核は$\geq 0.5$という確率を持つ。
この研究で得られた外挿は、エキゾチック核に関する新しい実験情報が利用可能になったとき、厳密なテストによって行われる。
この点に関して、本研究で得られた核存在の定量化景観は、新しい実験情報と改良された地球質量モデルが利用可能になったときに微調整される動的予測と見なされるべきである。
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