Skip to main content
Log in

Binding energies of near proton-drip line Z = 22–28 isotopes determined from measured isotopic cross section distributions

Science China Physics, Mechanics & Astronomy Aims and scope Submit manuscript

Cite this article

Abstract

A new method is proposed to determine the binding energy (B) of near proton-drip line isotopes from isotopic cross section distribution. To determine B of Z = 22–28 isotopes (with Tz = −2 and −5/2), the lack of cross sections for proton-rich isotopes in the 345A MeV 78Kr + 9Be is overcome by predicting the proton-rich isotopes from a newly discovered scaling phenomenon found in the proton-rich isotopes measured in the 140A MeV 40;48Ca(58;64Ni) + 9Be reactions. The cross sections for proton-rich isotopes are verified to exponentially depend on the average binding energy per nucleon, based on which B of the Z=22–28 isotopes with Tz = −2 and −5/2 are determined from cross sections. The determined B of the isotopes are justified from obeying the scaling phenomenon of the difference between the mass of mirror nuclei. The cross sections for the Z = 22–28 isotopes with Tz = −1 and −3/2, which in potential can be experimentally studied in mass storage ring, are also predicted.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

References

  1. D. Q. Fang, W. Guo, C. W. Ma, K. Wang, T. Z. Yan, Y. G. Ma, X. Z. Cai, W. Q. Shen, Z. Z. Ren, Z. Y. Sun, J. G. Chen, W. D. Tian, C. Zhong, M. Hosoi, T. Izumikawa, R. Kanungo, S. Nakajima, T. Ohnishi, T. Ohtsubo, A. Ozawa, T. Suda, K. Sugawara, T. Suzuki, A. Takisawa, K. Tanaka, T. Yamaguchi, and I. Tanihata, Phys. Rev. C 76, 031601 (2007), arXiv: 0709.1081.

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. Y. G. Ma, D. Q. Fang, X. Y. Sun, P. Zhou, Y. Togano, N. Aoi, H. Baba, X. Z. Cai, X. G. Cao, J. G. Chen, Y. Fu, W. Guo, Y. Hara, T. Honda, Z. G. Hu, K. Ieki, Y. Ishibashi, Y. Ito, N. Iwasa, S. Kanno, T. Kawabata, H. Kimura, Y. Kondo, K. Kurita, M. Kurokawa, T. Moriguchi, H. Murakami, H. Ooishi, K. Okada, S. Ota, A. Ozawa, H. Sakurai, S. Shimoura, R. Shioda, E. Takeshita, S. Takeuchi, W. D. Tian, H. W. Wang, J. S. Wang, M. Wang, K. Yamada, Y. Yamada, Y. Yasuda, K. Yoneda, G. Q. Zhang, and T. Motobayashi, Phys. Lett. B 743, 306 (2015), arXiv: 1503.05631.

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. B. Blank, and M. J. G. Borge, Prog. Particle Nucl. Phys. 60, 403 (2008).

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. N. Paar, P. Papakonstantinou, V. Y. Ponomarev, and J. Wambach, Phys. Lett. B 624, 195 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. V. N. Tarasov, D. V. Tarasov, K. A. Gridnev, D. K. Gridnev, V. G. Kartavenko, and W. Greiner, Int. J. Mod. Phys. E 17, 1273 (2008).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. Z. K. Dlouhy, Int. J. Mod. Phys. E 15, 1471 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. T. Goigoux, P. Ascher, B. Blank, M. Gerbaux, J. Giovinazzo, S. Grévy, T. Kurtukian Nieto, C. Magron, P. Doornenbal, G. G. Kiss, S. Nishimura, P. A. Söderström, V. H. Phong, J. Wu, D. S. Ahn, N. Fukuda, N. Inabe, T. Kubo, S. Kubono, H. Sakurai, Y. Shimizu, T. Sumikama, H. Suzuki, H. Takeda, J. Agramunt, A. Algora, V. Guadilla, A. Montaner-Piza, A. I. Morales, S. E. A. Orrigo, B. Rubio, Y. Fujita, M. Tanaka, W. Gelletly, P. Aguilera, F. Molina, F. Diel, D. Lubos, G. de Angelis, D. Napoli, C. Borcea, A. Boso, R. B. Cakirli, E. Ganioglu, J. Chiba, D. Nishimura, H. Oikawa, Y. Takei, S. Yagi, K. Wimmer, G. de France, S. Go, and B. A. Brown, Phys. Rev. Lett. 117, 162501 (2016).

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. L. V. Grigorenko, T. A. Golubkova, J. S. Vaagen, and M. V. Zhukov, Phys. Rev. C 95, 021601 (2017), arXiv: 1612.05868.

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. M. Pomorski, K. Miernik, W. Dominik, Z. Janas, M. Pfützner, C. R. Bingham, H. Czyrkowski, M. CCwiok, I. G. Darby, R. Dabrowski, T. Ginter, R. Grzywacz, M. Karny, A. Korgul, W. Kusmierz, S. N. Liddick, M. Rajabali, K. Rykaczewski, and A. Stolz, Phys. Rev. C 83, 014306 (2011), arXiv: 1012.4733.

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. M. Pomorski, M. Pfützner, W. Dominik, R. Grzywacz, A. Stolz, T. Baumann, J. S. Berryman, H. Czyrkowski, R. Dabrowski, A. Fijaîkowska, T. Ginter, J. Johnson, G. Kaminski, N. Larson, S. N. Liddick, M. Madurga, C. Mazzocchi, S. Mianowski, K. Miernik, D. Miller, S. Paulauskas, J. Pereira, K. P. Rykaczewski, and S. Suchyta, Phys. Rev. C 90, 014311 (2014), arXiv: 1407.1523.

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. L. Audirac, P. Ascher, B. Blank, C. Borcea, B. A. Brown, G. Canchel, C. E. Demonchy, F. de Oliveira Santos, C. Dossat, J. Giovinazzo, S. Grévy, L. Hay, J. Huikari, S. Leblanc, I. Matea, J. L. Pedroza, L. Perrot, J. Pibernat, L. Serani, C. Stodel, and J. C. Thomas, Eur. Phys. J. A 48, 179 (2012).

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. B. Blank, and M. Pioszajczak, Rep. Prog. Phys. 71, 046301 (2008), arXiv: 0709.3797.

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. B. A. Brown, R. R. C. Clement, H. Schatz, A. Volya, and W. A. Richter, Phys. Rev. C 65, 045802 (2002).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. H. Schatz, A. Aprahamian, J. Gorres, M. Wiescher, T. Rauscher, J. F. Rembges, F. K. Thielemann, B. Pfeiffer, P. Möller, K. L. Kratz, H. Herndl, B. A. Brown, and H. Rebel, Phys. Rep. 294, 167 (1998).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. Y. H. Zhang, H. S. Xu, Y. A. Litvinov, X. L. Tu, X. L. Yan, S. Typel, K. Blaum, M. Wang, X. H. Zhou, Y. Sun, B. A. Brown, Y. J. Yuan, J. W. Xia, J. C. Yang, G. Audi, X. C. Chen, G. B. Jia, Z. G. Hu, X. W. Ma, R. S. Mao, B. Mei, P. Shuai, Z. Y. Sun, S. T. Wang, G. Q. Xiao, X. Xu, T. Yamaguchi, Y. Yamaguchi, Y. D. Zang, H. W. Zhao, T. C. Zhao, W. Zhang, and W. L. Zhan, Phys. Rev. Lett. 109, 102501 (2012).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. X. Xu, P. Zhang, P. Shuai, R. J. Chen, X. L. Yan, Y. H. Zhang, M. Wang, Y. A. Litvinov, H. S. Xu, T. Bao, X. C. Chen, H. Chen, C. Y. Fu, S. Kubono, Y. H. Lam, D. W. Liu, R. S. Mao, X. W. Ma, M. Z. Sun, X. L. Tu, Y. M. Xing, J. C. Yang, Y. J. Yuan, Q. Zeng, X. Zhou, X. H. Zhou, W. L. Zhan, S. Litvinov, K. Blaum, G. Audi, T. Uesaka, Y. Yamaguchi, T. Yamaguchi, A. Ozawa, B. H. Sun, Y. Sun, A. C. Dai, and F. R. Xu, Phys. Rev. Lett. 117, 182503 (2016), arXiv: 1610.09772.

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. F. Bosch, Y. A. Litvinov, and T. Stohlker, Prog. Particle Nucl. Phys. 73, 84 (2013).

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. P. Shuai, H. S. Xu, X. L. Tu, Y. H. Zhang, B. H. Sun, M. Wang, Y. A. Litvinov, K. Blaum, X. H. Zhou, J. J. He, Y. Sun, K. Kaneko, Y. J. Yuan, J. W. Xia, J. C. Yang, G. Audi, X. L. Yan, X. C. Chen, G. B. Jia, Z. G. Hu, X. W. Ma, R. S. Mao, B. Mei, Z. Y. Sun, S. T. Wang, G. Q. Xiao, X. Xu, T. Yamaguchi, Y. Yamaguchi, Y. D. Zang, H. W. Zhao, T. C. Zhao, W. Zhang, and W. L. Zhan, Phys. Lett. B 735, 327 (2014).

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. L. V. Grigorenko, M. S. Golovkov, S. A. Krupko, S. I. Sidorchuk, G. M. Ter-Akopian, A. S. Fomichev, and V. Chudoba, Phys.-Usp. 59, 321 (2016).

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. B. Blank, T. Goigoux, P. Ascher, M. Gerbaux, J. Giovinazzo, S. Grévy, T. Kurtukian Nieto, C. Magron, J. Agramunt, A. Algora, V. Guadilla, A. Montaner-Piza, A. I. Morales, S. E. A. Orrigo, B. Rubio, D. S. Ahn, P. Doornenbal, N. Fukuda, N. Inabe, G. Kiss, T. Kubo, S. Kubono, S. Nishimura, V. H. Phong, H. Sakurai, Y. Shimizu, P. A. Soderstrom, T. Sumikama, H. Suzuki, H. Takeda, J. Wu, Y. Fujita, M. Tanaka, W. Gelletly, P. Aguilera, F. Molina, F. Diel, D. Lubos, G. de Angelis, D. Napoli, C. Borcea, A. Boso, R. B. Cakirli, E. Ganioglu, J. Chiba, D. Nishimura, H. Oikawa, Y. Takei, S. Yagi, K. Wimmer, G. de France, and S. Go, Phys. Rev. C 93, 061301(R) (2016), arXiv: 1605.05905.

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. M. Wang, G. Audi, F. G. Kondev, W. J. Huang, S. Naimi, and X. Xu, Chin. Phys. C 41, 030003 (2017).

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. M. B. Tsang, W. G. Lynch, W. A. Friedman, M. Mocko, Z. Y. Sun, N. Aoi, J. M. Cook, F. Delaunay, M. A. Famiano, H. Hui, N. Imai, H. Iwasaki, T. Motobayashi, M. Niikura, T. Onishi, A. M. Rogers, H. Sakurai, H. Suzuki, E. Takeshita, S. Takeuchi, and M. S. Wallace, Phys. Rev. C 76, 041302 (2007), arXiv: 0709.2177.

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. M. Mocko, M. B. Tsang, Z. Y. Sun, L. Andronenko, M. Andronenko, F. Delaunay, M. A. Famiano, W. A. Friedman, V. Henzl, D. Henzlová, H. Hui, X. D. Liu, S. Lukyanov, W. G. Lynch, A. M. Rogers, and M. S. Wallace, Europhys. Lett. 79, 12001 (2007), arXiv: 0705.4249.

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. M. Yu, H. L. Wei, Y. D. Song, and C. W. Ma, Chin. Phys. C 41, 094001 (2017), arXiv: 1706.09609.

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. Y. D. Song, H. L. Wei, and C. W. Ma, Chin. Phys. C 42, 074102 (2018).

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. M. Mocko, M. B. Tsang, L. Andronenko, M. Andronenko, F. Delaunay, M. Famiano, T. Ginter, V. Henzl, D. Henzlová, H. Hua, S. Lukyanov, W. G. Lynch, A. M. Rogers, M. Steiner, A. Stolz, O. Tarasov, M. J. Goethem, G. Verde, W. S. Wallace, and A. Zalessov, Phys. Rev. C 74, 054612 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. M. Mocko, Rare Isotope Production, Dissertation for the Dcotoral Degree (Michigan State University, East Lansing, 2006).

    Google Scholar 

  28. M. Huang, Z. Chen, S. Kowalski, R. Wada, T. Keutgen, K. Hagel, J. Wang, L. Qin, J. B. Natowitz, T. Materna, P. K. Sahu, M. Barbui, C. Bottosso, M. R. D. Rodrigues, and A. Bonasera, Nucl. Phys. A 847, 233 (2010), arXiv: 1002.0311.

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. C. W. Ma, H. L. Wei, S. S. Wang, Y. G. Ma, R. Wada, and Y. L. Zhang, Phys. Lett. B 742, 19 (2015).

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. C. W. Ma, Y. D. Song, C. Y. Qiao, S. S. Wang, H. L. Wei, Y. G. Ma, and X. G. Cao, J. Phys. G-Nucl. Part. Phys. 43, 045102 (2016), arXiv: 1510.08095.

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. C.-W. Ma, H.-L. Wei, J.-Y. Wang, G.-J. Liu, Y. Fu, D.-Q. Fang, W.-D. Tian, X.-Z. Cai, H.-W. Wwang, and Y.-G. Ma, Phys. Rev. C 79, 034606 (2009).

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. Y.-D. Song, C.-W. Ma, X.-Y. Liu, and H.-L. Wei, arXiv: 1705.07415.

  33. D. Q. Fang, W. Q. Shen, J. Feng, X. Z. Cai, J. S. Wang, Q. M. Su, Y. G. Ma, Y. T. Zhu, S. L. Li, H. Y. Wu, Q. B. Gou, G. M. Jin, W. L. Zhan, Z. Y. Guo, and G. Q. Xiao, Phys. Rev. C 61, 044610 (2000).

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. M. G. Natrella, Experimental Statistics, Washington: U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards. ISBN: 0-486-43937-2.

  35. M. Bao, Y. Lu, Y. M. Zhao, and A. Arima, Phys. Rev. C 94, 044323 (2016).

    Article  ADS  Google Scholar 

  36. M. Wang, G. Audi, A. H. Wapstra, F. G. Kondev, M. MacCormick, X. Xu, and B. Pfeiffer, Chin. Phys. C 36, 1603 (2012).

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Chun-Wang Ma.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Ma, CW., Song, YD. & Wei, HL. Binding energies of near proton-drip line Z = 22–28 isotopes determined from measured isotopic cross section distributions. Sci. China Phys. Mech. Astron. 62, 12013 (2019). https://doi.org/10.1007/s11433-018-9256-8

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-018-9256-8

Keywords

Navigation