Advertisement

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

  • Chun-Wang MaEmail author
  • Yi-Dan Song
  • Hui-Ling Wei
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.

Keywords

proton drip line binding energy mirror nuclei scaling phenomenon 

References

  1. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    B. Blank, and M. J. G. Borge, Prog. Particle Nucl. Phys. 60, 403 (2008).ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    N. Paar, P. Papakonstantinou, V. Y. Ponomarev, and J. Wambach, Phys. Lett. B 624, 195 (2005).ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Z. K. Dlouhy, Int. J. Mod. Phys. E 15, 1471 (2006).ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    L. V. Grigorenko, T. A. Golubkova, J. S. Vaagen, and M. V. Zhukov, Phys. Rev. C 95, 021601 (2017), arXiv: 1612.05868.ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    B. Blank, and M. Pioszajczak, Rep. Prog. Phys. 71, 046301 (2008), arXiv: 0709.3797.ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    B. A. Brown, R. R. C. Clement, H. Schatz, A. Volya, and W. A. Richter, Phys. Rev. C 65, 045802 (2002).ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    F. Bosch, Y. A. Litvinov, and T. Stohlker, Prog. Particle Nucl. Phys. 73, 84 (2013).ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    M. Wang, G. Audi, F. G. Kondev, W. J. Huang, S. Naimi, and X. Xu, Chin. Phys. C 41, 030003 (2017).ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    M. Yu, H. L. Wei, Y. D. Song, and C. W. Ma, Chin. Phys. C 41, 094001 (2017), arXiv: 1706.09609.ADSCrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Y. D. Song, H. L. Wei, and C. W. Ma, Chin. Phys. C 42, 074102 (2018).ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    M. Mocko, Rare Isotope Production, Dissertation for the Dcotoral Degree (Michigan State University, East Lansing, 2006).Google Scholar
  28. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  29. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  30. 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.ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    Y.-D. Song, C.-W. Ma, X.-Y. Liu, and H.-L. Wei, arXiv: 1705.07415.Google Scholar
  33. 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).ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    M. G. Natrella, Experimental Statistics, Washington: U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards. ISBN: 0-486-43937-2.Google Scholar
  35. 35.
    M. Bao, Y. Lu, Y. M. Zhao, and A. Arima, Phys. Rev. C 94, 044323 (2016).ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    M. Wang, G. Audi, A. H. Wapstra, F. G. Kondev, M. MacCormick, X. Xu, and B. Pfeiffer, Chin. Phys. C 36, 1603 (2012).CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Science China Press and Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  1. 1.College of Physics and Materials ScienceHenan Normal UniversityXinxiangChina
  2. 2.Institute of Particle and Nuclear PhysicsHenan Normal UniversityXinxiangChina

Personalised recommendations