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Destruction of the cosmic γ-ray emitter 26Al in massive stars: study of the key 26Al(n,p) reaction
(2021)
Lederer-Woods, Claudia ; Woods, Philip John ; Davinson, Thomas ; Kahl, David ; Lonsdale, Sarah Jane ; Aberle, Oliver ; Amaducci, Simone ; Andrzejewski, Józef ; Audouin, Laurent ; Bacak, Michael ; Balibrea Correa, Javier ; Barbagallo, Massimo ; Bečvář, František ; Berthoumieux, Eric ; Billowes, Jonathan ; Bosnar, Damir ; Brown, Adam ; Caamaño, Manuel ; Calviño Tavares, Francisco ; Calviani, Marco ; Cano-Ott, Daniel ; Cardella, Roberto ; Casanovas Hoste, Adrià ; Cerutti, Francesco ; Chen, Yonghao ; Chiaveri, Enrico ; Colonna, Nicola ; Cortés Rossell, Guillem Pere ; Cortés-Giraldo, Miguel Antonio ; Cosentino, Luigi ; Cristallo, Sergio ; Damone, Lucia Anna ; Diakaki, Maria ; Domingo-Pardo, César ; Dressler, Rugard ; Dupont, Emmeric ; Durán, Ignacio ; Fernández Domínguez, Beatriz ; Ferrari, Alfredo ; Ferreira, Paulo ; Ferrer, Francisco Javier ; Finocchiaro, Paolo ; Furman, Valter ; Göbel, Kathrin ; García Ríos, Aczel Regino ; Gawlik, Aleksandra ; Gilardoni, Simone ; Glodariu, Tudor ; Gonçalves, Isabel Maria Ferro ; González Romero, Enrique Miguel ; Griesmayer, Erich ; Guerrero Sánchez, Carlos ; Gunsing, Frank ; Harada, Hideo ; Heinitz, Stephan ; Heyse, Jan ; Jenkins, David ; Jericha, Erwin ; Käppeler, Franz ; Kadi, Yacine ; Kalamara, Antigoni ; Kavrigin, Pavel ; Kimura, Atsushi ; Kivel, Nikolay ; Kokkoris, Michael ; Krtička, Milan ; Kurtulgil, Cem Deniz ; Leal Cidoncha, Esther ; Leeb, Helmut ; Lerendegui-Marco, Jorge ; Lo Meo, Sergio ; Macina, Daniela ; Manna, Alice ; Marganiec, Justyna ; Martínez, Trinitario ; Masi, Alessandro ; Massimi, Cristian ; Mastinu, Pierfrancesco ; Mastromarco, Mario ; Maugeri, Emilio Andrea ; Mazzone, Annamaria ; Mendoza Cembranos, Emilio ; Mengoni, Alberto ; Milazzo, Paolo Maria ; Mingrone, Federica ; Musumarra, Agatino ; Negret, Alexandru ; Nolte, Ralf ; Oprea, Andreea ; Patronis, Nikolas ; Pavlik, Andreas ; Perkowski, Jarosław ; Porras Sánchez, José Ignacio ; Praena, Javier ; Quesada Molina, José Manuel ; Radeck, Désirée ; Rauscher, Thomas ; Reifarth, René ; Rubbia, Carlo ; Ryan, James A. ; Sabaté-Gilarte, Marta ; Saxena, Alok ; Schillebeeckx, Peter ; Schumann, Dorothea ; Sedyshev, Pavel V. ; Smith, Alastair G. ; Sosnin, Nikolay V. ; Stamatopoulos, Athanasios ; Tagliente, Giuseppe ; Taı́n Enríquez, José Luis ; Tarifeño-Saldivia, Ariel ; Tassan-Got, Laurent ; Valenta, Stanislav ; Vannini, Gianni ; Variale, Vincenzo ; Vaz, Pedro ; Ventura, Alberto ; Vlachoudis, Vasilis ; Vlastou, Rosa ; Wallner, Anton ; Warren, Stuart ; Weß, Christina ; Wright, Tobias ; Žugec, Petar
The 26Al(n,p)26Mg reaction is the key reaction impacting on the abundances of the cosmic γ-ray emitter 26Al produced in massive stars and impacts on the potential pollution of the early solar system with 26Al by asymptotic giant branch stars. We performed a measurement of the 26Al(n,p)26Mg cross section at the high-flux beam line EAR-2 at the n_TOF facility (CERN). We report resonance strengths for eleven resonances, nine being measured for the first time, while there is only one previous measurement for the other two. Our resonance strengths are significantly lower than the only previous values available. Our cross-section data range to 150 keV neutron energy, which is sufficient for a reliable determination of astrophysical reactivities up to 0.5 GK stellar temperature.
Barucca, Gianni ; Davì, F. ; Lancioni, G. ; Mengucci, P. ; Montalto, L. ; Natali, P. P. ; Paone, N. ; Rinaldi, D. ; Scalise, L. ; Erni, W. ; Krusche, B. ; Steinacher, M. ; Walford, N. ; Cao, N. ; Liu, Z. ; Liu, C. ; Liu, B. ; Shen, X. ; Sun, S. ; Tao, J. ; Xiong, X. A. ; Zhao, G. ; Zhao, J. ; Albrecht, Malte ; Alkakhi, W. ; Bökelmann, S. ; Coen, S. ; Feldbauer, Florian ; Fink, M. ; Frech, J. ; Freudenreich, V. ; Fritsch, Miriam ; Grochowski, J. ; Hagdorn, R. ; Heinsius, Fritz-Herbert ; Held, T. ; Holtmann, Tobias ; Keshk, I. ; Koch, H. ; Kopf, Bertram ; Kuhlmann, M. ; Kümmel, M. ; Küßner, M. ; Li, J. ; Linzen, L. ; Maldaner, Stephan ; Oppotsch, J. ; Pankonin, S. ; Pelizäus, Marc ; Pflüger, S. ; Pitka, A. ; Reher, J. ; Reicherz, G. ; Schnier, Claudius ; Steinke, M. ; Triffterer, T. ; Wenzel, C. ; Wiedner, Ulrich ; Denizli, H. ; Er, N. ; Keskin, U. ; Olgun, A. T. ; Yerlikaya, S. ; Yilmaz, A. ; Beck, R. ; Hammann, C. ; Hartmann, J. ; Ketzer, Bernhard ; Müllers, J. ; Rossbach, M. ; Salisbury, B. ; Schmidt, Christian Joachim ; Thoma, U. ; Urban, M. ; Bianconi, A. ; Bragadireanu, Mario ; Pantea, D. ; Domagala, M. ; Filo, G. ; Lisowski, E. ; Lisowski, F. ; Michałek, M. ; Poznański, P. ; Płażek, J. ; Korcyl, K. ; Kozela, A. ; Lebiedowicz, P. ; Pysz, K. ; Schäfer, W. ; Szczurek, A. ; Firlej, M. ; Fiutowski, T. ; Idzik, M. ; Moron, J. ; Swientek, K. ; Terlecki, P. ; Korcyl, G. ; Lalik, R. ; Malige, A. ; Moskal, P. ; Nowakowski, K. ; Przygoda, W. ; Rathod, N. ; Rudy, Z. ; Salabura, P. ; Smyrski, J. ; Augustin, I. ; Böhm, R. ; Lehmann, I. ; Schmitt, L. ; Varentsov, V. ; Al-Turany, Mohammad ; Belias, A. ; Deppe, H. ; Dzhygadlo, R. ; Flemming, H. ; Gerhardt, A. ; Götzen, Klaus ; Heinz, Andreas ; Jiang, P. ; Karabowicz, R. ; Koch, S. ; Kurilla, U. ; Lehmann, D. ; Lühning, J. ; Lynen, U. ; Orth, H. ; Peters, Klaus ; Saito, T. ; Schepers, G. ; Schmidt, C. J. ; Schwarz, C. ; Schwiening, J. ; Täschner, Alexander ; Traxler, M. ; Voss, B. ; Wieczorek, P. ; Abazov, V. ; Alexeev, G. ; Arefiev, V. A. ; Astakhov, V. ; Barabanov, M. Yu. ; Batyunya, B. V. ; Dodokhov, V. Kh. ; Efremov, A. ; Fechtchenko, A. ; Galoyan, A. ; Golovanov, G. ; Koshurnikov, E. K. ; Lobanov, Y. Yu. ; Olshevskiy, A. G. ; Piskun, A. A. ; Samartsev, A. ; Shimanski, S. ; Skachkov, N. B. ; Skachkova, A. N. ; Strokovsky, E. A. ; Tokmenin, V. ; Uzhinsky, V. ; Verkheev, A. ; Vodopianov, A. ; Zhuravlev, N. I. ; Branford, D. ; Watts, D. ; Böhm, M. ; Eyrich, W. ; Lehmann, A. ; Miehling, D. ; Pfaffinger, M. ; Quin, N. ; Robison, L. ; Seth, K. ; Xiao, T. ; Bettoni, Diego ; Ali, A. ; Hamdi, A. ; Himmelreich, Mathilde ; Krebs, M. ; Nakhoul, S. ; Nerling, Frank ; Belousov, A. ; Kisel, Ivan ; Kozlov, Grigory ; Pugach, M. ; Zyzak, Maksym ; Bianchi, Nicola ; Gianotti, Paola ; Lucherini, V. ; Bracco, G. ; Bettner, Y. ; Bodenschatz, S. ; Brinkmann, K. T. ; Brück, L. ; Diehl, S. ; Dormenev, V. ; Düren, M. ; Erlen, T. ; Föhl, K. ; Hahn, C. ; Hayrapetyan, A. ; Hofmann, J. ; Kegel, S. ; Kesselkaul, M. ; Köseoglu, I. ; Kripko, A. ; Kühn, Wolfgang ; Lange, Jens Sören ; Metag, V. ; Moritz, M. ; Nanova, M. ; Novotny, R. ; Orsich, P. ; Pereira-de-Lira, J. ; Peter, M. ; Sachs, M. ; Schmidt, M. ; Schubert, R. ; Stenzel, H. ; Straube, M. ; Strickert, M. ; Thöring, U. ; Wasem, T. ; Wohlfahrt, B. ; Zaunick, H. G. ; Tomasi-Gustafsson, E. ; Glazier, D. ; Ireland, D. ; Seitz, B. ; Deepak, P. N. ; Kulkarni, A. ; Kappert, R. ; Kavatsyuk, Myroslav O. ; Loehner, H. ; Messchendorp, J. ; Rodin, Viktor ; Schakel, P. ; Vejdani, S. ; Dutta, K. ; Kalita, K. ; Huang, G. ; Liu, D. ; Peng, H. ; Qi, H. ; Sun, Y. ; Zhou, X. ; Kunze, M. ; Azizi, K. ; Tavukoglu, Z. ; Derichs, A. ; Dosdall, R. ; Esmail, W. ; Gillitzer, A. ; Goldenbaum, F. ; Grunwald, D. ; Jokhovets, L. ; Kannika, J. ; Kulessa, P. ; Orfanitski, S. ; Pérez Andrade, G. ; Prasuhn, D. ; Prencipe, E. ; Pütz, J. ; Ritman, J. ; Rosenthal, E. ; Schadmand, S. ; Schmitz, R. ; Scholl, A. ; Sefzick, T. ; Serdyuk, V. ; Stockmanns, T. ; Veretennikov, D. ; Wintz, P. ; Wüstner, P. ; Xu, H. ; Zhou, Y. ; Cao, X. ; Hu, Q. ; Li, Z. ; Li, H. ; Liang, Y. ; Ma, X. ; Rigato, V. ; Isaksson, L. ; Achenbach, P. ; Corell, O. ; Denig, Achim ; Distler, M. ; Hoek, M. ; Lauth, W. ; Leithoff, H. H. ; Liu, Z. ; Merkel, H. ; Müller, U. ; Pochodzalla, J. ; Schlimme, S. ; Sfienti, C. ; Thiel, M. ; Zambrana, M. ; Ahmed, Samer ; Bleser, S. ; Bölting, M. ; Capozza, L. ; Dbeyssi, A. ; Ehret, A. ; Klasen, R. ; Kliemt, Ralf ; Maas, F. ; Motzko, C. ; Noll, O. ; Piñeiro, D. Rodríguez ; Schupp, F. ; Steinen, M. ; Wolff, S. ; Zimmermann, I. ; Fedorov, A. ; Kazlou, D. ; Korzhik, M. ; Missevitch, O. ; Balanutsa, P. ; Chernetsky, V. ; Demekhin, A. ; Dolgolenko, A. ; Fedorets, P. ; Gerasimov, A. ; Golubev, A. ; Goryachev, V. ; Kantsyrev, A. ; Kirin, D. Y. ; Kristi, N. ; Ladygina, E. ; Luschevskaya, E. ; Matveev, V. A. ; Panjushkin, V. ; Stavinskiy, A. V. ; Balashoff, A. ; Boukharov, A. ; Malyshev, O. ; Basant, K. N. ; Kumawat, H. ; Roy, B. ; Saxena, Alok ; Yogesh, S. ; Bonaventura, D. ; Brand, P. ; Fritzsch, C. ; Grieser, S. ; Hargens, C. ; Hergemöller, A. K. ; Hetz, B. ; Hüsken, Nils ; Kellers, J. ; Khoukaz, Alfons ; Mannweiler, C. ; Vestrick, S. ; Bumrungkoh, D. ; Herold, Christoph ; Khosonthongkee, K. ; Kobdaj, Chinorat ; Limphirat, A. ; Manasatitpong, K. ; Nasawad, T. ; Pongampai, S. ; Simantathammakul, T. ; Srisawad, P. ; Wongprachanukul, N. ; Yan, Y. ; Yu, C. ; Zhang, X. ; Zhu, W. ; Blinov, A. E. ; Kononov, S. ; Kravchenko, E. A. ; Antokhin, E. ; Barnyakov, A. Yu. ; Beloborodov, K. ; Blinov, V. E. ; Kuyanov, I. A. ; Pivovarov, S. ; Pyata, E. ; Tikhonov, Y. ; Hunter, G. ; Lattery, M. ; Pace, H. ; Boca, Gianluigi ; Duda, D. ; Finger, M. ; Finger, M. ; Kveton, A. ; Pesek, M. ; Peskova, M. ; Prochazka, I. ; Slunecka, M. ; Volf, M. ; Gallus, P. ; Jary, V. ; Korchak, O. ; Marcisovsky, M. ; Neue, G. ; Novy, J. ; Tomasek, L. ; Tomasek, M. ; Virius, M. ; Vrba, V. ; Abramov, V. ; Bukreeva, S. ; Chernichenko, S. ; Derevschikov, A. ; Ferapontov, V. ; Goncharenko, Y. ; Levin, A. ; Maslova, E. ; Melnik, Y. ; Meščanin, Aleksei P. ; Minaev, N. ; Mochalov, V. ; Moiseev, V. ; Morozov, D. ; Nogach, L. ; Poslavskiy, S. ; Ryazantsev, A. ; Ryzhikov, S. ; Semenov, P. ; Shein, I. ; Uzunian, A. ; Vasiliev, Andrey ; Yakutin, A. ; Roy, U. ; Yabsley, B. ; Belostotski, S. ; Fedotov, G. ; Gavrilov, G. ; Izotov, A. ; Manaenkov, S. ; Miklukho, O. ; Zhdanov, A. ; Atac, A. ; Bäck, T. ; Cederwall, B. ; Makonyi, K. ; Preston, M. ; Tegner, P. E. ; Wölbing, D. ; Gandhi, K. ; Rai, A. K. ; Godre, S. ; Crede, V. ; Dobbs, S. ; Eugenio, P. ; Lersch, D. ; Calvo, D. ; De Remigis, P. ; Filippi, A. ; Mazza, G. ; Rivetti, Angelo ; Wheadon, R. ; Bussa, M. P. ; Spataro, Stefano ; Iazzi, F. ; Lavagno, A. ; Martin, A. ; Akram, A. ; Calen, H. ; Andersson, W. Ikegami ; Johansson, Tord ; Kupsc, Andrzej ; Marciniewski, P. ; Papenbrock, Michael ; Regina, J. ; Rieger, J. ; Schönning, K. ; Wolke, M. ; Pothodi Chackara, V. ; Chlopik, A. ; Kesik, G. ; Melnychuk, D. ; Tarasiuk, J. ; Wojciechowski, M. ; Wronka, S. ; Zwieglinski, B. ; Amsler, C. ; Bühler, Paul ; Marton, J. ; Nalti, W. ; Steinschaden, D. ; Widmann, Eberhard ; Zimmermann, S. ; Zmeskal, Johann
This paper reports on Monte Carlo simulation results for future measurements of the moduli of time-like proton electromagnetic form factors, |GE | and |GM|, using the ¯pp → μ+μ− reaction at PANDA (FAIR). The electromagnetic form factors are fundamental quantities parameterizing the electric and magnetic structure of hadrons. This work estimates the statistical and total accuracy with which the form factors can be measured at PANDA, using an analysis of simulated data within the PandaRoot software framework. The most crucial background channel is ¯pp → π+π−,due to the very similar behavior of muons and pions in the detector. The suppression factors are evaluated for this and all other relevant background channels at different values of antiproton beam momentum. The signal/background separation is based on a multivariate analysis, using the Boosted Decision Trees method. An expected background subtraction is included in this study, based on realistic angular distribuations of the background contribution. Systematic uncertainties are considered and the relative total uncertainties of the form factor measurements are presented.
Amaducci, Simone ; Colonna, Nicola ; Cosentino, Luigi ; Cristallo, Sergio ; Finocchiaro, Paolo ; Krtička, Milan ; Massimi, Cristian ; Mastromarco, Mario ; Mazzone, Annamaria ; Mengoni, Alberto ; Valenta, Stanislav ; Aberle, Oliver ; Alcayne, Victor ; Andrzejewski, Józef ; Audouin, Laurent ; Babiano Suarez, Victor ; Bacak, Michael ; Barbagallo, Massimo ; Bennett, Samuel ; Berthoumieux, Eric ; Billowes, Jonathan ; Bosnar, Damir ; Brown, Adam ; Busso, Maurizio ; Caamaño, Manuel ; Caballero Ontanaya, Luis ; Calviño Tavares, Francisco ; Calviani, Marco ; Cano-Ott, Daniel ; Casanovas Hoste, Adrià ; Cerutti, Francesco ; Chiaveri, Enrico ; Cortés Rossell, Guillem Pere ; Cortés-Giraldo, Miguel Antonio ; Damone, Lucia-Anna ; Davies, Paul-John ; Diakaki, Maria ; Dietz, Mirco ; Domingo-Pardo, César ; Dressler, Rugard ; Ducasse, Quentin ; Dupont, Emmeric ; Durán, Ignacio ; Eleme, Zinovia ; Fernández Domínguez, Beatriz ; Ferrari, Alfredo ; Furman, Valter ; Göbel, Kathrin ; Garg, Ruchi ; Gawlik, Aleksandra ; Gilardoni, Simone ; Gonçalves, Isabel Maria Ferro ; González Romero, Enrique Miguel ; Guerrero Sánchez, Carlos ; Gunsing, Frank ; Harada, Hideo ; Heinitz, Stephan ; Heyse, Jan ; Jenkins, David ; Junghans, Arnd Rudolf ; Käppeler, Franz ; Kadi, Yacine ; Kimura, Atsushi ; Knapová, Ingrid ; Kokkoris, Michael ; Kopatch, Yuri N. ; Kurtulgil, Cem Deniz ; Ladarescu, Ion ; Lederer-Woods, Claudia ; Leeb, Helmut ; Lerendegui-Marco, Jorge ; Lonsdale, Sarah-Jane ; Macina, Daniela ; Manna, Alice ; Martínez, Trinitario ; Masi, Alessandro ; Mastinu, Pierfrancesco ; Maugeri, Emilio Andrea ; Mendoza Cembranos, Emilio ; Michalopoulou, Veatriki ; Milazzo, Paolo Maria ; Mingrone, Federica ; Moreno-Soto, Javier ; Musumarra, Agatino ; Negret, Alexandru ; Ogállar Ruiz, Francisco ; Oprea, Andreea ; Patronis, Nikolas ; Pavlik, Andreas ; Perkowski, Jarosław ; Piersanti, Luciano ; Petrone, Cristina ; Pirovano, Elisa ; Porras Sánchez, José Ignacio ; Praena, Javier ; Quesada Molina, José Manuel ; Ramos Doval, Diego ; Rauscher, Thomas ; Reifarth, René ; Rochman, Dimitri ; Rubbia, Carlo ; Sabaté-Gilarte, Marta ; Saxena, Alok ; Schillebeeckx, Peter ; Schumann, Dorothea ; Sekhar, Adhitya ; Smith, Alastair Gavin ; Sosnin, Nikolay V. ; Sprung, Peter ; Stamatopoulos, Athanasios ; Tagliente, Giuseppe ; Taı́n Enríquez, José Luis ; Tarifeño-Saldivia, Ariel ; Tassan-Got, Laurent ; Thomas, Benedikt ; Torres-Sánchez, Pablo ; Tsinganis, Andrea ; Ulrich, Jiri ; Urlaß, Sebastian ; Vannini, Gianni ; Variale, Vincenzo ; Vaz, Pedro ; Ventura, Alberto ; Vescovi, Diego ; Vlachoudis, Vasilis ; Vlastou, Rosa ; Wallner, Anton ; Woods, Philip John ; Wright, Tobias ; Žugec, Petar
An accurate measurement of the 140Ce(n,γ) energy-dependent cross-section was performed at the n_TOF facility at CERN. This cross-section is of great importance because it represents a bottleneck for the s-process nucleosynthesis and determines to a large extent the cerium abundance in stars. The measurement was motivated by the significant difference between the cerium abundance measured in globular clusters and the value predicted by theoretical stellar models. This discrepancy can be ascribed to an overestimation of the 140Ce capture cross-section due to a lack of accurate nuclear data. For this measurement, we used a sample of cerium oxide enriched in 140Ce to 99.4%. The experimental apparatus consisted of four deuterated benzene liquid scintillator detectors, which allowed us to overcome the difficulties present in the previous measurements, thanks to their very low neutron sensitivity. The accurate analysis of the p-wave resonances and the calculation of their average parameters are fundamental to improve the evaluation of the 140Ce Maxwellian-averaged cross-section.
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