Physics Letters B (Aug 2020)
Astrophysical S-factor for the 3He(α,γ)7Be reaction via the asymptotic normalization coefficient (ANC) method
- G.G. Kiss,
- M. La Cognata,
- C. Spitaleri,
- R. Yarmukhamedov,
- I. Wiedenhöver,
- L.T. Baby,
- S. Cherubini,
- A. Cvetinović,
- G. D'Agata,
- P. Figuera,
- G.L. Guardo,
- M. Gulino,
- S. Hayakawa,
- I. Indelicato,
- L. Lamia,
- M. Lattuada,
- F. Mudò,
- S. Palmerini,
- R.G. Pizzone,
- G.G. Rapisarda,
- S. Romano,
- M.L. Sergi,
- R. Spartà,
- O. Trippella,
- A. Tumino,
- M. Anastasiou,
- S.A. Kuvin,
- N. Rijal,
- B. Schmidt,
- S.B. Igamov,
- S.B. Sakuta,
- K.I. Tursunmakhatov,
- Zs. Fülöp,
- Gy. Gyürky,
- T. Szücs,
- Z. Halász,
- E. Somorjai,
- Z. Hons,
- J. Mrázek,
- R.E. Tribble,
- A.M. Mukhamedzhanov
Affiliations
- G.G. Kiss
- Institute for Nuclear Research (ATOMKI), H-4001 Debrecen, POB.51, Hungary
- M. La Cognata
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Corresponding author.
- C. Spitaleri
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- R. Yarmukhamedov
- Institute of Nuclear Physics, Uzbekistan Academy of Sciences, 100214 Tashkent, Uzbekistan
- I. Wiedenhöver
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USA
- L.T. Baby
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USA
- S. Cherubini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- A. Cvetinović
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy
- G. D'Agata
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy; Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences, 250 68 Řež, Czech Republic
- P. Figuera
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy
- G.L. Guardo
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- M. Gulino
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Facoltà di Ingegneria e Architettura, Università di Enna “Kore”, 94100, Enna, Italy
- S. Hayakawa
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Center for Nuclear Study (CNS), University of Tokyo, RIKEN campus, Saitama 351-0198, Japan
- I. Indelicato
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- L. Lamia
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy; Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia (CSFNSM), 95123 Catania, Italy
- M. Lattuada
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- F. Mudò
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- S. Palmerini
- Dipartimento di Fisica e Geologia, Università di Perugia, 06123 Perugia, Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, 06123 Perugia, Italy
- R.G. Pizzone
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy
- G.G. Rapisarda
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- S. Romano
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy; Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia (CSFNSM), 95123 Catania, Italy
- M.L. Sergi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- R. Spartà
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia “E. Majorana”, Università di Catania, 95123 Catania, Italy
- O. Trippella
- Dipartimento di Fisica e Geologia, Università di Perugia, 06123 Perugia, Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, 06123 Perugia, Italy
- A. Tumino
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud, 95123 Catania, Italy; Facoltà di Ingegneria e Architettura, Università di Enna “Kore”, 94100, Enna, Italy
- M. Anastasiou
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USA
- S.A. Kuvin
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USA
- N. Rijal
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USA
- B. Schmidt
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USA
- S.B. Igamov
- Institute of Nuclear Physics, Uzbekistan Academy of Sciences, 100214 Tashkent, Uzbekistan
- S.B. Sakuta
- National Research Center “Kurchatov Institute”, Moscow 123182, Russia
- K.I. Tursunmakhatov
- Institute of Nuclear Physics, Uzbekistan Academy of Sciences, 100214 Tashkent, Uzbekistan; Physical and Mathematical Department, Gulistan State University, 120100 Gulistan, Uzbekistan
- Zs. Fülöp
- Institute for Nuclear Research (ATOMKI), H-4001 Debrecen, POB.51, Hungary
- Gy. Gyürky
- Institute for Nuclear Research (ATOMKI), H-4001 Debrecen, POB.51, Hungary
- T. Szücs
- Institute for Nuclear Research (ATOMKI), H-4001 Debrecen, POB.51, Hungary
- Z. Halász
- Institute for Nuclear Research (ATOMKI), H-4001 Debrecen, POB.51, Hungary
- E. Somorjai
- Institute for Nuclear Research (ATOMKI), H-4001 Debrecen, POB.51, Hungary
- Z. Hons
- Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences, 250 68 Řež, Czech Republic
- J. Mrázek
- Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences, 250 68 Řež, Czech Republic
- R.E. Tribble
- Cyclotron Institute, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA
- A.M. Mukhamedzhanov
- Cyclotron Institute, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA
- Journal volume & issue
-
Vol. 807
p. 135606
Abstract
The detection of the neutrinos produced in the p−p chain and in the CNO cycle can be used to test the Standard Solar Model. The 3He(α,γ)7Be reaction is the first reaction of the 2nd and 3rd branch of the p−p chain, therefore, the uncertainty of its cross section sensitively influences the prediction of the 7Be and 8B neutrino fluxes. Despite its importance and the large number of experimental and theoretical works devoted to this reaction, the knowledge on the reaction cross section at energies characterizing the core of the Sun (15 keV - 30 keV) is limited and further experimental efforts are needed to reach the desired (≈ 3%) accuracy. The precise knowledge on the external capture contribution to the 3He(α,γ)7Be reaction cross section is crucial for the theoretical description of the reaction mechanism. In the present work the indirect measurement of this external capture contribution using the Asymptotic Normalization Coefficient (ANC) technique is reported. To extract the ANC, the angular distributions of deuterons emitted in the 6Li(3He,d)7Be α-transfer reaction were measured with high precision at EH3e = 3.0 MeV and EH3e = 5.0 MeV. The ANCs were then extracted from comparison of DWBA calculations to the measured data and the zero energy astrophysical S-factor for 3He(α,γ)7Be reaction was found to be 0.534 ± 0.025 keVb.