Search for $^{22}$Na in novae supported by a novel method for measuring femtosecond nuclear lifetimes
Chloé Fougères
(1)
,
François de Oliveira Santos
(2)
,
Jordi José
(3)
,
Caterina Michelagnoli
(4, 2)
,
Emmanuel Clément
(2)
,
Yung Hee Kim
(5, 2)
,
Antoine Lemasson
(2)
,
Valdir Guimarães
(6)
,
Diego Barrientos
(7)
,
Daniel Bemmerer
(8)
,
Giovanna Benzoni
(9)
,
Andrew Boston
(10)
,
Roman Böttger
(8)
,
Florent Boulay
(2)
,
Angela Bracco
(9)
,
Igor Čeliković
(11)
,
Bo Cederwall
(12)
,
Michał Ciemala
(13)
,
Clément Delafosse
(14)
,
César Domingo-Pardo
(15)
,
Jérémie Dudouet
(16)
,
Jürgen Eberth
(17)
,
Zsolt Fülöp
(18)
,
Vicente González
(19)
,
Andrea Gottardo
,
Johan Goupil
(2)
,
Herbert Hess
(17)
,
Andrea Jungclaus
(20)
,
Ayşe Kaşkaş
,
Amel Korichi
(14)
,
Silvia Lenzi
(21, 22)
,
Silvia Leoni
(9, 13)
,
Hongjie Li
(2)
,
Joa Ljungvall
(14)
,
Araceli Lopez-Martens
(14)
,
Roberto Menegazzo
(21)
,
Daniele Mengoni
(21, 22)
,
Benedicte Million
(9)
,
Jaromír Mrázek
(23)
,
Daniel Napoli
(24)
,
Alahari Navin
(2)
,
Johan Nyberg
(25)
,
Zsolt Podolyák
(26)
,
Alberto Pullia
(9)
,
Begoña Quintana
(27)
,
Damien Ralet
(2, 14)
,
Nadine Redon
(16)
,
Peter Reiter
(17)
,
Kseniia Rezynkina
(28)
,
Frédéric Saillant
(2)
,
Marie-Delphine Salsac
(29)
,
Angel Sánchez-Benítez
(30)
,
Enrique Sanchis
(19)
,
Menekşe Şenyiğit
,
Marco Siciliano
(29, 1)
,
Nadezda Smirnova
(31)
,
Dorottya Sohler
(18)
,
Mihai Stanoiu
(32)
,
Christophe Theisen
(29)
,
Jose Valiente-Dobón
,
Predrag Ujić
(11)
,
Magdalena Zielińska
(29)
1
ANL -
Argonne National Laboratory [Lemont]
2 GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
3 UPC - Universitat Politècnica de Catalunya = Université polytechnique de Catalogne [Barcelona]
4 ILL - Institut Laue-Langevin
5 IBS - Institute for Basic Science [Daejeon]
6 IFUSP - Instituto de Fisica da Universidade de São Paulo
7 CERN [Genève]
8 HZDR - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
9 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
10 University of Liverpool
11 VINCA - Vinca Institute of Nuclear Sciences, University of Belgrade
12 Department of Physics, Royal Institute of Technology (KTH)
13 UNIMI - Università degli Studi di Milano = University of Milan
14 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
15 Universidad de Valencia
16 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
17 Institut für Kernphysik der Universität zu Köln
18 ATOMKI - Institute for Nuclear Research [Budapest]
19 UV - Universitat de València
20 Instituto de Estructura de la Materia, CSIC, E-28006 Madrid
21 INFN, Sezione di Padova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
22 Unipd - Università degli Studi di Padova = University of Padua
23 Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences
24 INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro
25 Department of Physics and Astronomy, Uppsala University
26 Department of Physics, University of Surrey
27 Universidad de Salamanca
28 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
29 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
30 CEAFMC, University of Huelva
31 LP2I - Bordeaux - Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux
32 Horia Hulubei National Institute for R&D in Physics and Nuclear Engineering, IFIN-HH Bucharest
2 GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
3 UPC - Universitat Politècnica de Catalunya = Université polytechnique de Catalogne [Barcelona]
4 ILL - Institut Laue-Langevin
5 IBS - Institute for Basic Science [Daejeon]
6 IFUSP - Instituto de Fisica da Universidade de São Paulo
7 CERN [Genève]
8 HZDR - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
9 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
10 University of Liverpool
11 VINCA - Vinca Institute of Nuclear Sciences, University of Belgrade
12 Department of Physics, Royal Institute of Technology (KTH)
13 UNIMI - Università degli Studi di Milano = University of Milan
14 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
15 Universidad de Valencia
16 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
17 Institut für Kernphysik der Universität zu Köln
18 ATOMKI - Institute for Nuclear Research [Budapest]
19 UV - Universitat de València
20 Instituto de Estructura de la Materia, CSIC, E-28006 Madrid
21 INFN, Sezione di Padova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
22 Unipd - Università degli Studi di Padova = University of Padua
23 Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences
24 INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro
25 Department of Physics and Astronomy, Uppsala University
26 Department of Physics, University of Surrey
27 Universidad de Salamanca
28 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
29 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
30 CEAFMC, University of Huelva
31 LP2I - Bordeaux - Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux
32 Horia Hulubei National Institute for R&D in Physics and Nuclear Engineering, IFIN-HH Bucharest
Chloé Fougères
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1178993
- IdHAL : chloe-fougeres
François de Oliveira Santos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 176640
- IdHAL : francois-de-oliveira-santos
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- IdRef : 157826392
Jordi José
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209532
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Yung Hee Kim
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209533
- ORCID : 0000-0002-7221-058X
Antoine Lemasson
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : antoine-lemasson
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Valdir Guimarães
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209534
- ORCID : 0000-0003-3715-0726
Daniel Bemmerer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209535
- ORCID : 0000-0003-0470-8367
Michał Ciemala
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763971
- ORCID : 0000-0001-5328-720X
Clément Delafosse
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209536
- ORCID : 0000-0001-5717-2426
Jérémie Dudouet
- Fonction : Auteur
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Zsolt Fülöp
- Fonction : Auteur
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Vicente González
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209538
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Andrea Gottardo
- Fonction : Auteur
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Ayşe Kaşkaş
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1301283
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Silvia Leoni
- Fonction : Auteur
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Joa Ljungvall
- Fonction : Auteur
- PersonId : 737836
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Araceli Lopez-Martens
- Fonction : Auteur
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Roberto Menegazzo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209539
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Benedicte Million
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209540
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Johan Nyberg
- Fonction : Auteur
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Begoña Quintana
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1209542
- ORCID : 0000-0002-9299-6962
Menekşe Şenyiğit
- Fonction : Auteur
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Marco Siciliano
- Fonction : Auteur
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Christophe Theisen
- Fonction : Auteur
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Jose Valiente-Dobón
- Fonction : Auteur
Résumé
Classical novae are thermonuclear explosions in stellar binary systems, and important sources of $^{26}$Al and $^{22}$Na. While γ rays from the decay of the former radioisotope have been observed through-out the Galaxy, $^{22}$Na remains untraceable. The half-life of $^{22}$Na (2.6 yr) would allow the observation of its 1.275 MeV γ-ray line from a cosmic source. However, the prediction of such an observation requires good knowledge of the nuclear reactions involved in the production and destruction of this nucleus. The $^{22}$Na(p, γ)$^{23}$Mg reaction remains the only source of large uncertainty about the amount of $^{22}$Na ejected. Its rate is dominated by a single reso- nance on the short-lived state at 7785.0(7) keV in $^{23}$Mg. In the present work, a combined analysis of particle-particle correlations and velocity-difference profiles is proposed to measure femtosecond nuclear lifetimes. The application of this novel method to the study of the $^{23}$Mg states, combining magnetic and highly-segmented tracking γ -ray spectrometers, places strong limits on the amount of $^{22}$Na produced in novae, explains its non-observation to date in γ rays (flux < 2.5×10$^{-4}$ ph.cm$^{-2}$ s$^{-1}$), and constrains its detectability with future space-borne observatories.
Domaines
Physique [physics]
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)