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2025 article

Enhanced S -Factor for the N 14 ( p , γ ) 15 O Reaction and Its Impact on the Solar Composition Problem

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The solar composition problem has puzzled astrophysicists for more than 20 years. Recent measurements of carbon-nitrogen-oxygen (CNO) neutrinos by the Borexino experiment show a $\ensuremath{\sim}2\ensuremath{\sigma}$ tension with the ``low-metallicity'' determinations. $^{14}\mathrm{N}(p,\ensuremath{\gamma}{)}^{15}\mathrm{O}$, the slowest reaction in the CNO cycle, plays a crucial role in the standard solar model (SSM) calculations of CNO neutrino fluxes. Here we report a direct measurement of the $^{14}\mathrm{N}(p,\ensuremath{\gamma}{)}^{15}\mathrm{O}$ reaction, in which $S$-factors for all transitions were simultaneously determined in the energy range of ${E}_{\mathrm{p}}=110--260\text{ }\text{ }\mathrm{keV}$ for the first time. Our results resolve previous discrepancies in the ground-state transition, yielding a zero-energy $S$-factor ${S}_{114}(0)=\phantom{\rule{0ex}{0ex}}1.93\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.10\text{ }\text{ }\mathrm{keV}\text{ }\mathrm{b}$, which is 15% higher than the $1.68\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.14\text{ }\text{ }\mathrm{keV}\text{ }\mathrm{b}$ recommended in Solar Fusion III (SF-III). With our ${S}_{114}$ values, the SSM B23-MB22p, and the latest global analysis of solar neutrino measurements, the C and N photospheric abundance determined by the Borexino experiment is updated to ${N}_{\mathrm{CN}}=(4.4{2}_{\ensuremath{-}0.63}^{+0.70})\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}4}$. This new ${N}_{\mathrm{CN}}$ value agrees well with latest ``high-metallicity'' composition; however, it is also consistent with the ``low-metallicity'' determination within $\ensuremath{\sim}1\ensuremath{\sigma}$ CL, indicating that the solar metallicity problem remains an open question. In addition, the significant reduction in the uncertainty of ${S}_{114}$ paves the way for the precise determination of the CN abundance in future large-volume solar neutrino measurements.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Enhanced <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:math> -Factor for the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mprescripts/> <mml:none/> <mml:mrow> <mml:mn>14</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mmultiscripts> </mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mi>p</mml:mi> <mm
Date Crossref
02/12/2025
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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