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Experiments
 

[1] 18F(p,a)15O - Phys. Rev. C 74, 012801(R)

신성(nova)은 그 폭발 이후 감마선을 방출하는데, 폭발 이후 처음 수 시간 동안의 감마선 방출은 18F의 베타 붕괴와 잇따른 전자-양전자 소멸에 상당부분 의존한다. 신성 폭발 당시 생성되는 많은 양의 18F은 대부분이 18F(p,a)15O 반응을 통해 소진되기 때문에, 이 핵반응의 반응속도를 정확하게 측정해야 베타 붕괴를 할 수 있는 18F의 양을 추산할 수 있게된다. 이런 이유로, 18F(p,a)15O 반응을 이해하려는 시도들이 여러번 있었지만, 아직까지도 이 핵반응에 대해 알려지지 않은 특성들이 많이 존재한다.

18F+p (19Ne) 시스템 에서 스핀과 패러티가 3/2+인 상태들 사이의 간섭현상이 대표적인 예이다. 18F(p,a)15O 반응은 18F+p인 19Ne의 들뜬 상태를 거쳐 a+15O로 변환되는데, 이때의 반응단면적(reaction cross section)은 공명상태(resonance)의 특성들에의해 대부분 결정된다. 하지만, 공명상태와 다른 공명상태 사이에서는 상태들 사이의 간섭현상에 더 큰 영향을 받는데, 이 간섭현상은 이론적으로 도출해낼 수 없고 오직 실험을 통해서만 결정할 수 있다. 18F(p,a)15O 반응의 경우, 신성 폭발 온도에서 중요한 역할을 하는 상태들 중 8, 38, 665-keV의 상태들이 2/3+의 스핀과 패러티를 갖는 것으로 알려져있다. 이 세 상태들의 간섭효과를 연구하기위해 미국 오크리지 국립 연구소(Oak Ridge National Laboratory)의 방사성 중이온 가속기(Holifield Radioactive Ion Beam Facility)에서 방사성 원소인 18F를 빔으로 만들어 18F(p,a)15O 반응을 측정했다.

 
  위의 그림에, 실험에서 측정한 데이터(점)와 각 상태들 사이의 간섭현상을 이론적으로 계산한 값들(빨간색 실선과 검은색 점선)을 보였다. 빨간색 실선의 경우 실험 데이터를 잘 기술해 주지만, 검은색 점선은 그렇지 못하다는 것을 쉽게 알아낼 수 있다. 이와 같이, 총 여덟 개의 가능성 중에서 네 가지 경우는 가능성에서 제외할 수 있었고, 실험 결과는 Phys. Rev.C 74, 012801(R) (2006)에 발표되었다.