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,
to check access.References
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.
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.
B. Blank, and M. J. G. Borge, Prog. Particle Nucl. Phys. 60, 403 (2008).
N. Paar, P. Papakonstantinou, V. Y. Ponomarev, and J. Wambach, Phys. Lett. B 624, 195 (2005).
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).
Z. K. Dlouhy, Int. J. Mod. Phys. E 15, 1471 (2006).
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).
L. V. Grigorenko, T. A. Golubkova, J. S. Vaagen, and M. V. Zhukov, Phys. Rev. C 95, 021601 (2017), arXiv: 1612.05868.
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.
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.
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).
B. Blank, and M. Pioszajczak, Rep. Prog. Phys. 71, 046301 (2008), arXiv: 0709.3797.
B. A. Brown, R. R. C. Clement, H. Schatz, A. Volya, and W. A. Richter, Phys. Rev. C 65, 045802 (2002).
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).
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).
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.
F. Bosch, Y. A. Litvinov, and T. Stohlker, Prog. Particle Nucl. Phys. 73, 84 (2013).
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).
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).
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.
M. Wang, G. Audi, F. G. Kondev, W. J. Huang, S. Naimi, and X. Xu, Chin. Phys. C 41, 030003 (2017).
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.
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.
M. Yu, H. L. Wei, Y. D. Song, and C. W. Ma, Chin. Phys. C 41, 094001 (2017), arXiv: 1706.09609.
Y. D. Song, H. L. Wei, and C. W. Ma, Chin. Phys. C 42, 074102 (2018).
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).
M. Mocko, Rare Isotope Production, Dissertation for the Dcotoral Degree (Michigan State University, East Lansing, 2006).
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.
C. W. Ma, H. L. Wei, S. S. Wang, Y. G. Ma, R. Wada, and Y. L. Zhang, Phys. Lett. B 742, 19 (2015).
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.
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).
Y.-D. Song, C.-W. Ma, X.-Y. Liu, and H.-L. Wei, arXiv: 1705.07415.
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).
M. G. Natrella, Experimental Statistics, Washington: U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards. ISBN: 0-486-43937-2.
M. Bao, Y. Lu, Y. M. Zhao, and A. Arima, Phys. Rev. C 94, 044323 (2016).
M. Wang, G. Audi, A. H. Wapstra, F. G. Kondev, M. MacCormick, X. Xu, and B. Pfeiffer, Chin. Phys. C 36, 1603 (2012).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
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
Received:
Accepted:
Published:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-018-9256-8