Be 7 ( n , α ) He 4 Reaction and the Cosmological Lithium Problem: Measurement of the Cross Section in a Wide Energy Range at n_TOF at CERN
M. Barbagallo
(1)
,
A. Musumarra
,
L. Cosentino
,
E. Maugeri
,
S. Heinitz
,
A. Mengoni
,
R. Dressler
,
D. Schumann
,
F. Käppeler
,
N. Colonna
,
P. Finocchiaro
,
M. Ayranov
,
L. Damone
,
N. Kivel
,
O. Aberle
,
S. Altstadt
,
J. Andrzejewski
(2)
,
L. Audouin
(3)
,
M. Bacak
,
J. Balibrea-Correa
,
S. Barros
(4)
,
V. Bécares
,
F. Bečvář
,
C. Beinrucker
,
E. Berthoumieux
(5)
,
J. Billowes
,
D. Bosnar
,
M. Brugger
,
M. Caamaño
,
M. Calviani
,
F. Calviño
,
D. Cano-Ott
,
R. Cardella
,
A. Casanovas
,
M. Castelluccio
,
F. Cerutti
,
H. Chen
(6)
,
E. Chiaveri
,
G. Cortés
(7)
,
M. Cortés-Giraldo
(8)
,
S. Cristallo
,
M. Diakaki
(5)
,
C. Domingo-Pardo
,
E. Dupont
(5)
,
I. Duran
,
B. Fernandez-Dominguez
,
Anthony Ferrari
(9)
,
P. Ferreira
(10)
,
W. Furman
,
S. Ganesan
,
A. García-Rios
,
A. Gawlik
,
T. Glodariu
,
K. Göbel
,
I. Gonçalves
,
E. González-Romero
,
E. Griesmayer
,
C. Guerrero
,
F. Gunsing
(5)
,
H. Harada
,
T. Heftrich
,
J. Heyse
,
G. Jenkins
,
E. Jericha
,
T. Katabuchi
,
P. Kavrigin
,
A. Kimura
,
M. Kokkoris
,
M. Krtička
,
E. Leal-Cidoncha
,
J. Lerendegui
,
C. Lederer
,
H. Leeb
(11)
,
S. Lo Meo
,
S. Lonsdale
,
R. Losito
,
D. Macina
,
J. Marganiec
,
T. Martínez
,
C. Massimi
,
P. Mastinu
,
M. Mastromarco
,
A. Mazzone
,
E. Mendoza
,
P. Milazzo
,
F. Mingrone
,
M. Mirea
,
S. Montesano
,
R. Nolte
,
A. Oprea
,
A. Pappalardo
,
N. Patronis
,
A. Pavlik
,
J. Perkowski
(2)
,
M. Piscopo
,
A. Plompen
,
I. Porras
,
J. Praena
,
J. Quesada
(12)
,
K. Rajeev
,
T. Rauscher
,
R. Reifarth
,
A. Riego-Perez
,
P. Rout
,
C. Rubbia
,
J. Ryan
(13)
,
M. Sabate-Gilarte
,
A. Saxena
(14)
,
P. Schillebeeckx
,
S. Schmidt
,
P. Sedyshev
,
A. Smith
(15)
,
A. Stamatopoulos
,
G. Tagliente
,
J. Tain
,
A. Tarifeño-Saldivia
,
L. Tassan-Got
(3)
,
A. Tsinganis
,
S. Valenta
,
G. Vannini
,
V. Variale
,
P. Vaz
,
A. Ventura
,
V. Vlachoudis
,
R. Vlastou
,
J. Vollaire
(16)
,
A. Wallner
,
S. Warren
,
M. Weigand
,
C. Weiss
(17)
,
C. Wolf
,
P. Woods
,
T. Wright
,
P. Žugec
1
INFN, sezione di Bari -
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sezione di Bari
2 WFIS - Faculty of Physics and Applied Informatics [Lódź]
3 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
4 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
5 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
6 UPD7 - Université Paris Diderot - Paris 7
7 Realyz
8 Universidad de Sevilla = University of Seville
9 Dipartimento di Chimica
10 CICECO - Centro de Investigacao em Materiais Ceramicaos e Compositos
11 TU Wien, Atominst
12 LABOMAP - Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés
13 The Irish Times Ltd. [Dublin]
14 Center for Pervasive Communications and Computing
15 Plymouth University
16 UGA UFRP - Université Grenoble Alpes - UFR Pharmacie
17 Department of Mathematics
2 WFIS - Faculty of Physics and Applied Informatics [Lódź]
3 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
4 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
5 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
6 UPD7 - Université Paris Diderot - Paris 7
7 Realyz
8 Universidad de Sevilla = University of Seville
9 Dipartimento di Chimica
10 CICECO - Centro de Investigacao em Materiais Ceramicaos e Compositos
11 TU Wien, Atominst
12 LABOMAP - Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés
13 The Irish Times Ltd. [Dublin]
14 Center for Pervasive Communications and Computing
15 Plymouth University
16 UGA UFRP - Université Grenoble Alpes - UFR Pharmacie
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A. Musumarra
- Fonction : Auteur
L. Cosentino
- Fonction : Auteur
E. Maugeri
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S. Heinitz
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A. Mengoni
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R. Dressler
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D. Schumann
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F. Käppeler
- Fonction : Auteur
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M. Ayranov
- Fonction : Auteur
L. Damone
- Fonction : Auteur
N. Kivel
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S. Altstadt
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M. Bacak
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J. Balibrea-Correa
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J. Billowes
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M. Brugger
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M. Caamaño
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F. Calviño
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- Fonction : Auteur
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- ORCID : 0000-0001-6046-8500
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A. Gawlik
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C. Guerrero
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H. Harada
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J. Heyse
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G. Jenkins
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E. Jericha
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S. Warren
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M. Weigand
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C. Wolf
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- PersonId : 759268
- ORCID : 0000-0002-4569-016X
P. Woods
- Fonction : Auteur
T. Wright
- Fonction : Auteur
P. Žugec
- Fonction : Auteur
Résumé
The energy-dependent cross section of the (7)Bed(n,alpha)He-4 reaction, of interest for the so-called cosmological lithium problem in big bang nucleosynthesis, has been measured for the first time from 10 meV to 10 keV neutron energy. The challenges posed by the short half-life of Be-7 and by the low reaction cross section have been overcome at n_TOF thanks to an unprecedented combination of the extremely high luminosity and good resolution of the neutron beam in the new experimental area (EAR2) of the n_TOF facility at CERN, the availability of a sufficient amount of chemically pure Be-7, and a specifically designed experimental setup. Coincidences between the two alpha particles have been recorded in two Si-Be-7-Si arrays placed directly in the neutron beam. The present results are consistent, at thermal neutron energy, with the only previous measurement performed in the 1960s at a nuclear reactor. The energy dependence reported here clearly indicates the inadequacy of the cross section estimates currently used in BBN calculations. Although new measurements at higher neutron energy may still be needed, the n_TOF results hint at a minor role of this reaction in BBN, leaving the long-standing cosmological lithium problem unsolved.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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