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ICRANet Newsletter



Bulletin ICRANet
Aout/Septembre 2021



RÉSUMÉ
1. Communiqué de presse ICRA - ICRANet "Classifying Seyfert galaxies with deep learning”
2. La 17ème Rencontre Italo-coréen sur l'astrophysique relativiste (IK17), 2-6 Aout 2021
3. 23 RAGtime meeting Opava, République Tchèque, 6-10 Septembre 2021
4. 107ème Congrès national de la SIF, 13 - 17 Septembre 2021
5. Prochaines meetings: ICRANet - Isfahan Meeting pour l’Astronomie, Iran et en ligne, 3-5 Novembre 2021
6. Prochaines meetings: Damour Fest, IHES Paris, 12-15 Octobre 2021
7. Séminaire du Prof. Ivan Rybak auprès du centre ICRANet, 22 Septembre 2021
8. Visite du Prof. Vladimír Karas, Directeur de l’Institut astronomique de l'Académie des sciences tchèque, au siège ICRA à Rome, 27 Septembre 2021
9. Visites scientifiques auprès du centre ICRANet
10. Publications récentes


1. Communiqué de presse ICRA - ICRANet "Classifying Seyfert galaxies with deep learning”

Scientist uses deep learning to identify low luminous Seyfert 1.9 galaxies that are usually missed by human inspection among ten thousands of spectra. These results are published in the Astrophysical Journal Supplement Series on 28 September 2021 by a PhD student, Yen Chen Chen, in the department of physics at Sapienza University of Rome and the International Center for Relativistic Astrophysics Network (ICRANet).
Seyfert 1 and Seyfert 2 galaxies have distinct features on their spectra and the difference is explained by different viewing angles in the unification model of active galactic nuclei. However, a few Seyfert galaxies called intermediate Seyfert (Seyfert 1.2, 1.5, 1.8, 1.9) share spectral features from Seyfert 1 and Seyfert 2 and these two-component sources are hard to be explained by the unification model. At early time, these sources were picked out by vision inspection and hard to be picked out from amount observation data. Recently, astronomers usually fit candidate spectra to find these two-component sources. However, the fitting process usually spends a lot of time and the classification results are dependent on fitting results. Now, this classification process can be done by deep learning. Scientist builds a convolution neural network (CNN) model and feeds the model with a known sample of Seyfert 1.9 galaxies. The result shows that the trained CNN model has a high ability to recognize Seyfert 1.9 galaxies and the trained model finds new Seyfert 1.9 sources.


NGC 2992 (right) and NGC 2993 (left). Credit Line and Copyright Adam Block/ Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona.

The novel point is that this method only needs a few known sources for training model and the training process is fast. Besides, the trained model can obtain more new sources in a faster way ever. This work shows a practical method in identifying sources and can be applied in the future. These new Seyfert 1.9 sources have obscure characteristic on its spectra and are usually missed in classification process by visual inspection. Scientist finds this machine-selected Seyfert 1.9 sample is fainter than the human selected one. This work provides astronomers more Seyfert 1.9 sources to low luminous end and will help astronomers understand the origin of the two components on its emission lines with multiple wavelength follow-up observation.

Pour consulter le communiqué de presse sur le site de l’INAF: http://www.inaf.it/en/inaf-news/seyfert-galaxies-dl
Pour consulter le communiqué de presse sur le site d’ICRANet: http://www.icranet.org/communication/28092021/eng.pdf
Référence: Yen Chen Chen, Classifying Seyfert Galaxies with Deep Learning ApJS 256 34. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ac13aa



2. La 17ème Rencontre Italo-coréen sur l'astrophysique relativiste (IK17), 2-6 Aout 2021

Les rencontres italo-coréen sur l’astrophysique relativiste sont une série de conférences biennales, organisées alternativement en Italie et en Corée depuis 1987. La 17ème rencontre italo-coréenne sur l’astrophysique relativiste a eu lieu du 2 au 6 Aout 2021 dans un format mixte: en personne à l’Université Nationale de Kunsan (Gunsan, Corée) et virtuellement.


Fig. 1: S.E. Amb. Federico Failla (Ambassadeur de l’Italie en Corée) à l’occasion de la cérémonie d’ouverture de l’IK17, 2 Aout 2021.

Le discours d’ouverture a été présenté par Prof. Byeong-Sun Kwak (Président de l’Université Nationale de Kunsan), par S.E. Amb. Federico Failla (Ambassadeur d’Italie en Corée) et par le Prof. Remo Ruffini (Directeur d’ICRANet et Président de l’ICRA).
Pendant les cinq jours de cette conférence, des nombreux sujets d’astrophysique et de cosmologie ont été abordées, tells que les rayons gamma et les étoiles compactes, les rayons cosmiques de haute énergie, l'énergie obscure et la matière noire, la relativité générale, les trous noirs et la nouvelle physique liée à la cosmologie. Les découvertes scientifiques les plus récentes ont été présentées par des professeurs distingués et chercheurs. Les conférencières coréens étaient le Prof. Sang Pyo Kim et le Prof. Jin Young Kim (Université Nationale de Kunsan), le Prof. Stefano Scopel, le Prof. Mu-In Park, le Prof. Lu Yin, le Prof. Eoin O Colgain, le Prof. Wontae Kim, le Prof. Wonwoo Lee et le Prof. Hochoel Lee (Sogang University), le Prof. Pisin Chen (National Taiwan University et Stanford University), le Prof. Hyun Kyu Lee (Hanyang University), le Prof. Dong-Hoon Kim (Seoul National University), le Prof. Lang Liu (Institute of Theoretical Physics), le Prof. Chen-Te Ma et le Prof. Mahdis Ghodrati (APCTP), le Prof. Daniele Gregoris (Jiangsu University of Science and Technology), le Prof. Bogeun Gwak (Dongguk University), le Prof. Chan Park (NIMS), le Prof. Chang-Hwan Lee et le Prof. Dong-han Yeom (Pusan National University), le Prof. Myeonghwan Oh (Kyungpook National University) et le Prof. Sung-Won Kim (Ewha Womans University). Les conférencières d’ICRANet étaient le Prof. Remo Ruffini, le Prof. Jorge A. Rueda H., le Prof. Narek Sahakyan, le Prof. Soroush Shakeri, le Prof. Shesheng Xue, le Prof. Carlos Arguelles, le Prof. Rahim Moradi, le Prof. Liang Li, le Prof. Maria Giovanna Dainotti et le Prof. Kuantay Boshkayev.


Fig. 2: Le Prof. Remo Ruffini, le Prof. Rahim Moradi et le Prof. Soroush Shakeri pendant leur conférence à la rencontre IK17.

Les proceedings IK17 recueilleront les présentations du meeting. Ils seront publiés dans le Journal of the Korean Physical Society (JKPS). La date limite pour la soumission des contribution a été fixée au 31 Octobre 2021.
Pour plus d’information sur la rencontre, veuillez consulter le site: http://45.120.69.181/plan.php/kis2021



3. 23 RAGtime meeting Opava, République Tchèque, 6-10 Septembre 2021

Du 6 au 10 Septembre 2021, le Professeur Ruffini, Directeur d’ICRANet, a visité la Silesian University à Opava (République Tchèque). Accompagné par le Prof. Jorge Rueda (Professeur de la Faculté d’ICRANet), ils ont étés invités à donner 2 conférences à l’occasion du 23ème RAGtime meeting. Le Prof. Ruffini a présenté sa conférence titrée "Derivation of the existence of the Black Holic Quantum from GRBs” alors que le Prof. Rueda a présenté sa conférence titrée "Quantifying the blackholic quantum in GRBs and AGN”.


Fig. 3: Le Prof. Remo Ruffini au 23ème RAGtime meeting à Opava, 7 Septembre 2021.


Fig. 4: Le Prof. Jorge Rueda au 23ème RAGtime meeting à Opava, 7 Septembre 2021.

Pour la vidéo du Prof. Ruffini sur le canal YouTube d’ICRANet:
https://youtu.be/G9BEgdvJSVU
Pour la vidéo du Prof. Rueda sur le canal YouTube de l’ICRANet:
https://youtu.be/fUtBWlCFQvg



4. 107ème Congrès National de la SIF, 13 - 17 Septembre 2021

Du 13 au 17 Septembre 2021 a eu lieu virtuellement le 107éme Congrès National de la Société Italienne de Physique (Società Italiana di Fisica, SIF). Le Prof. Remo Ruffini (Directeur d’ICRANet), le Prof. Jorge Rueda (Professeur de la Faculté d’ICRANet), le Prof. Gregory Vereshchagin (Professeur de la Faculté d’ICRANet), le Prof. Rahim Moradi (Professeur de la Faculté d’ICRANet) et le Dr Stefano Campion, ont été tous invités à participer et présenter leur conférence à travers une présentation vidéo qui illustrait leur derniers résultats scientifiques. Le Prof. Ruffini a présenté une conférence intitulée "GRB 180720B: a BDHNI prototype”, le Prof. Rueda a présenté une conférence intitulée "The long GRB afterglow from the radio to the X-rays in the binary-driven hypernova scenario”, le Prof. Vereshchagin a présenté une conférence intitulée "Kinetic effects in nonequilibrium electron-positron plasmas”, le Prof. Moradi a présenté une conférence intitulée "GRB-SNe connection within the binary-driven hypernova (BdHN) model” et le Dr Campion a présenté une conférence intitulée "Magnetic field screening in strong crossed electromagnetic fields”.
Pour plus d’information, veuillez consulter le site officiel: https://www.sif.it/attivita/congresso/107



5. Prochaines meetings: ICRANet - Isfahan Meeting pour l’Astronomie, Iran et en ligne, 3-5 Novembre 2021


Nous avons le plaisir d’annoncer la conférence "ICRANet - Isfahan Astronomy Meeting. From the Ancient Persian Astronomy to Recent Developments in Theoretical and Experimental Physics, Astrophysics and General Relativity”. Isfahan, en tant que ville historique au cœur de l’Iran et une des les plus belles villes du monde, accueillera la première série de ces rencontres, qui se tiendra du 3 au 5 Novembre 2021 à l’Université de Technologie d’Isfahan (IUT - Iran) et aussi virtuellement.
Ce meeting, co-organisée par l’ICRANet et l’IUT, offre une excellent occasion pour discuter de l’astronomie persane, mais aussi des récents développements de l’astronomie, phénomènes astrophysiques de haute énergie tells que les rafales de rayons gamma (GRB) et les noyaux galactiques actifs (AGN), les théories de la gravité, la relativité générale et ses fondements mathématiques, les trous noirs, la matière noire et la cosmologie de l'univers primitive. Un workshop sur la data science, ou science des données, en astrophysique sera également organisé pendant le meeting.
Les membres du Comité scientifique du meeting sont le Président, Prof. Remo Ruffini (ICRANet/ICRA), le co-président, Prof. Yousef Sobouti (ISABS, Iran), le Prof. Hassan Firouzjahi (IPM, Iran), le Prof. Shahram Khosravi (KHU, Iran), le Prof. Habib Khosroshahi (IPM), le Prof. Kourosh Nozari (UMZ, Iran), le Prof. Sohrab Rahvar (SUT, Iran), le Prof. Soroush Shakeri (IUT), le Prof. Shadi Tahvildar-Zadeh (Rutgers, USA) et le Prof. She-Sheng Xue (ICRANet). Les membres du Comité d’organisation sont le Président, Prof. Soroush Shakeri (IUT), le Prof. Amin Farhang (IPM et IUT), le Prof. Fazlollah Hajkarim (UNIPD, Italie), le Prof. Rahim Moradi (ICRANet), la Prof. Sedigheh Sajadian (IUT), le Prof. Shahab Shahidi (DU, Iran), le Prof. Wang Yu (ICRANet) et le Prof. M. H. Zhollideh Haghighi (IPM,KNTU, Iran).
Le programme scientifique est en préparation, et plus de détails sur l’événement seront publiés sur le site web: https://indico.icranet.org/event/2/. Nous vous encourageons à vous inscrire à la conférence au lien suivant: https://indico.icranet.org/event/2/registrations/4/.
Pour plus d’information sur la collaboration ICRANet-Isfahan, veuillez consulter: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1059 - https://indico.icranet.org/event/2/page/9-icranet-isfahan.



6. Prochaines meetings: Damour Fest, IHES Paris, 12-15 Octobre 2021


Nous avons le plaisir d’annoncer le meeting "Damour Fest: Adventures in Gravitation”, qui se tiendra du 12 au 15 Octobre 2021 auprès de l’Institut des Hautes Études Scientifiques (IHES, France) et virtuellement. Cet événement se tiendra d’une forme mixte: il y aura des conférences données en présence à l’IHES et d’autres à distance via Zoom.
Cette conférence, organisée par Nathalie Deruelle (APC, Université de Paris), Alessandro Nagar (INFN Torino), et Slava Rychkov (IHES), est un hommage à l’occasion du 70ème anniversaire du Prof. Thibault Damour. Le Prof. Damour est un professeur permanent à IHES depuis 1989. Il est un physicien théoricien spécialisé dans la relativité générale et la théorie des cordes. Il est connu dans le monde entier pour ses travaux innovants sur les trous noirs, les ondes gravitationnelles et la cosmologie quantique. Tout au long de sa carrière, il a reçu de nombreux prix internationaux, par exemple le prestigieux Einstein Medal et le CNRS Gold Medal, et plus récemment le Galileo Galilei Medal (2021), le ICTP Dirac medal, et le Balzan Prize.
Les conférenciers confirmés sont: le Prof. Leor Barack (University of Southampton), le Prof. Sebastiano Bernuzzi (University of Jena), Prof. Lydia Bieri (Michigan University), le Prof. Luc Blanchet (IAP, Paris), le Prof. Alessandra Buonanno (AEI, MPI, Potsdam), le Prof. Sophie De Buyl (Vrije Universiteit Brussel), le Prof. Stanley Deser (Brandeis University), le Prof. Marc Henneaux (Collège de France & ULB Bruxelles), le Prof. Bala Iyer (ICTS, Tata institute, Bangalore), le Prof. Piotr Jaranowski (University of BiaƂystok), le Prof. Sergiu Klainerman (Princeton University), le Prof. Michael Kramer (MPI, Bonn), le Prof. Juan Maldacena (IAS, Princeton), le Prof. Viatcheslav Mukhanov (Ludwig Maximilian University, Munich), le Prof. Hermann Nicolai (AEI, MPI, Potsdam), le Prof. Adam Pound (University of Southampton), le Prof. Giuseppe Policastro (ENS Paris), le Prof. Alexander Polyakov (Princeton University), le Prof. Manuel Rodrigues (ONERA, Université Paris-Saclay), le Prof. Remo Ruffini (ICRA, ICRANet), la Prof. David Shoemaker (MIT), le Prof. Sergey Solodukhin (University of Tours), le Prof. Alexei Starobinski (Landau Institute, Moscow), le Prof. Gabriele Veneziano (CERN & Collège de France), le Prof. Alex Vilenkin (Tufts University) et le Prof. Edward Witten (IAS, Princeton).
Le programme scientifique est en préparation et sera publié sur le site web officiel au lien suivant: https://indico.math.cnrs.fr/event/6802/
Nous vous encourageons à vous inscrire à la conférence au lien suivant: https://indico.math.cnrs.fr/event/6802/registrations/557/
Pour plus d’information, veuillez contacter Elisabeth Jasserand, coordinatrice d’activités scientifiques à l’IHES: jasserand@ihes.fr (email), +33 (0)160926604 (téléphone).



7. Séminaire du Prof. Ivan Rybak auprès du centre ICRANet, 22 Septembre 2021

Mercredi 22 Septembre 2021, le Dr. Ivan Rybak (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto - Portugal) a présenté un séminaire intitulé "Cosmic (super/superconducting) strings as a probe of high energy physics”. Voici l’abstract:
The theoretical possibility of cosmic strings existence was suggested in the 1970s. Since that time, these hypothetical objects have passed through the ups and downs of scientific community attention. Cosmic strings evoked particular interest in the 2000s, whereby implementing superstring theory to the early universe description, we "have discovered cosmic strings lurking everywhere in the undergrowth", as was expressed by Tom Kibble. Nowadays, many scenarios that extend the Standard Model of particles physics suggest the production of cosmic string. Future missions, such as LISA, with improved observational facilities, will probe models where cosmic strings occur, thereby shedding light on possible early universe scenarios. In this talk, I will make a short overview of models where cosmic strings take place. I will provide state of the art methods to study the evolution of cosmic strings and explain why we should pay attention to cosmic superconducting and (super)strings. I will conclude with current and future observational constraints on cosmic strings.
L’annonce du séminaire a été publié aussi sur le site web d’ICRANet: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=89&Itemid=781
La vidéo du séminaire est disponible sur le canal YouTube d’ICRANet au lien suivant: https://youtu.be/sZr1LKzDIvw

Fig. 5 et 6: Le Dr Ivan Rybak pendant son séminaire dans le centre ICRANet à Pescara, 22 Septembre 2021.



8. Visite du Prof. Vladimír Karas, Directeur de l’Institut astronomique de l'Académie des sciences tchèque, au siège ICRA à Rome, 27 Septembre 2021

Le 27 Septembre 2021, le Prof. Vladimír Karas, Directeur de l’Institut astronomique de l'Académie des sciences tchèque, a visité le siège ICRA à l’Université Sapienza, Rome. Dans cette occasion, il a eu la possibilité de visiter le siège et signer le mur ICRA, comme déjà fait auparavant par des éminents scientifiques et lauréats Nobel qui ont collaboré avec l’ICRA et ont apporté leur soutien important à ses activités. Dans ce jour, le Prof. Ruffini a discuté plusieurs questions scientifiques avec le Prof. Karas et il a eu aussi la possibilité de lui proposer un accord entre l’ICRANet et l’Institut du Prof. Kars à Prague.

Fig. 7: Le Prof. Vladimír Karas, Directeur de l’Institut astronomique de l'Académie des sciences tchèque, en train de signer le mur ICRA à l’Université Sapienza, Rome, 27 Septembre 2021. Fig. 8: Le mur du siège ICRA dans l’Université Sapienza à Rome.



9. Visites scientifiques auprès du centre ICRANet

• Dr. Ivan Rybak
(Centro de Astrofísica da Universidade do Porto - Portugal),
22-23 Septembre 2021
 
• Prof. Narek Sahakyan
(Directeur de ICRANet Armenia),
24-25 Septembre 2021

Pendant leur visite, ils ont eu l'opportunité de discuter de leur travaux de recherché et d'avoir des intéressants échanges d'opinion avec les autres chercheurs ICRANet de toutes les parties du monde.



10. Publications récentes

Yen Chen Chen, Classifying Seyfert Galaxies with Deep Learning ApJS 256 34. The traditional classification for a subclass of the Seyfert galaxies is visual inspection or using a quantity defined as a flux ratio between the Balmer line and forbidden line. One algorithm of deep learning is the convolution neural network (CNN), which has shown successful classification results. We build a one-dimensional CNN model to distinguish Seyfert 1.9 spectra from Seyfert 2 galaxies. We find that our model can recognize Seyfert 1.9 and Seyfert 2 spectra with an accuracy of over 80% and pick out an additional Seyfert 1.9 sample that was missed by visual inspection. We use the new Seyfert 1.9 sample to improve the performance of our model and obtain a 91% precision of Seyfert 1.9. These results indicate that our model can pick out Seyfert 1.9 spectra among Seyfert 2 spectra. We decompose the Hα emission line of our Seyfert 1.9 galaxies by fitting two Gaussian components and derive the line width and flux. We find that the velocity distribution of the broad Hα component of the new Seyfert 1.9 sample has an extending tail toward the higher end, and the luminosity of the new Seyfert 1.9 sample is slightly weaker than the original Seyfert 1.9 sample. This result indicates that our model can pick out the sources that have a relatively weak broad Hα component. In addition, we check the distributions of the host galaxy morphology of our Seyfert 1.9 samples and find that the distribution of the host galaxy morphology is dominated by a large bulge galaxy. In the end, we present an online catalog of 1297 Seyfert 1.9 galaxies with measurements of the Hα emission line.
DOI: 10.3847/1538-4365/ac13aa


Giommi P., Perri M., Capalbi M., D'Elia V., Barres de Almeida U., Brandt C.H., Pollock A.M.T., et al., X-ray spectra, light curves and SEDs of blazars frequently observed by Swift, MNRAS, Volume 507, Issue 4, November 2021, Pages 5690-5702.
Blazars research is one of the hot topics of contemporary extragalactic astrophysics. That is because these sources are the most abundant type of extragalactic γ-ray sources and are suspected to play a central role in multimessenger astrophysics. We have used Swift_xrtproc, a tool to carry out an accurate spectral and photometric analysis of the Swift-XRT data of all blazars observed by Swift at least 50 times between December 2004 and the end of 2020. We present a database of X-ray spectra, best-fit parameter values, count rates and flux estimations in several energy bands of over 31 000 X-ray observations and single snapshots of 65 blazars. The results of the X-ray analysis have been combined with other multifrequency archival data to assemble the broad-band Spectral Energy Distributions (SEDs) and the long-term light curves of all sources in the sample. Our study shows that large X-ray luminosity variability on different time-scales is present in all objects. Spectral changes are also frequently observed with a ‘harder-when-brighter’ or ‘softer-when-brighter’ behaviour depending on the SED type of the blazars. The peak energy of the synchrotron component (νpeak) in the SED of HBL blazars, estimated from the log-parabolic shape of their X-ray spectra, also exhibits very large changes in the same source, spanning a range of over two orders of magnitude in Mrk421 and Mrk501, the objects with the best data sets in our sample.
DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2425


Fraga B.M.O., Barres de Almeida U., Bom C.R., Brandt C.H., Giommi P., Schubert P., de Albuquerque M.P., Deep learning Blazar classification based on multifrequency spectral energy distribution data, MNRAS, Volume 505, Issue 1, July 2021, Pages 1268-1279.
Blazars are among the most studied sources in high-energy astrophysics as they form the largest fraction of extragalactic gamma-ray sources and are considered prime candidates for being the counterparts of high-energy astrophysical neutrinos. Their reliable identification amid the many faint radio sources is a crucial step for multimessenger counterpart associations. As the astronomical community prepares for the coming of a number of new facilities able to survey the non-thermal sky at unprecedented depths, from radio to gamma-rays, machine-learning techniques for fast and reliable source identification are ever more relevant. The purpose of this work was to develop a deep learning architecture to identify Blazar within a population of active galactic nucleus (AGN) based solely on non-contemporaneous spectral energy distribution information, collected from publicly available multifrequency catalogues. This study uses an unprecedented amount of data, with spectral energy distributions (SEDs) for ≈14 000 sources collected with the Open Universe VOU-Blazars tool. It uses a convolutional long short-term memory neural network purposefully built for the problem of SED classification, which we describe in detail and validate. The network was able to distinguish Blazars from other types of active galactic nuclei (AGNs) to a satisfying degree (achieving a receiver operating characteristic area under curve of 0.98), even when trained on a reduced subset of the whole sample. This initial study does not attempt to classify Blazars among their different sub-classes, or quantify the likelihood of any multifrequency or multimessenger association, but is presented as a step towards these more practically oriented applications.
DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab1349


S. Campion, J.A. Rueda, R. Ruffini, S.S. Xue, Magnetic field screening in strong crossed electromagnetic fields, Physics Letters B, Volume 820, 10 September 2021, 136562.
We consider crossed electric and a magnetic fields formula , with E/B <1, in presence of some initial number of e± pairs. We do not discuss here the mechanism of generation of these initial pairs. The electric field accelerates the pairs to high-energies thereby radiating high-energy synchrotron photons. These photons interact with the magnetic field via magnetic pair production process (MPP), i.e. γ+B→e++e, producing additional pairs. We here show that the motion of all the pairs around the magnetic field lines generates a current that induces a magnetic field that shields the initial one. For instance, for an initial number of pairs N±,0=1010, an initial magnetic field of 1012G can be reduced of a few percent. The screening occurs in the short timescales 10−21 ≤ t ≤ 10−15s, i.e. before the particle acceleration timescale equals the synchrotron cooling timescale. The present simplified model indicates the physical conditions leading to the screening of strong magnetic fields. To assess the occurrence of this phenomenon in specific astrophysical sources, e.g. pulsars or gamma-ray bursts, the model can be extended to evaluate different geometries of the electric and magnetic fields, quantum effects in overcritical fields, and specific mechanisms for the production, distribution, and multiplicity of the ee+ pairs.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136562
 
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