中子皮厚度与中子星半径

在相对论平均场理论框架下在拉氏量密度中引入同位旋相关的高阶修正项, 研究了中子皮厚度和中子星半径的关系. 利用有效相互作用PK1得到208Pb的中子皮厚度最小可达0.17 fm, 这与近期Skyrme HF模型得到的结果一致. 随着同位旋相关的高阶修正项系数的变化, 208Pb的中子皮厚度和中子星半径的变化趋势相同. By adding isospin dependent high order correction ferms to existing relativistic mean field models．tlle thickness of neuron．skin in 208Pb and the radius of 1.4 solar mass neutron star are studied．The effecfive interaction PK1 would lead the thickness of neutron-skin to a minimum of 0.17 fm which agrees with the analysis from Skyrme‘HF models． The coupling constants of the isospin dependent high order corection terms tend to change，the thickness of neutron-skin and the radius of neutron stars chan ge simultaneously.     

低密度物态方程对中子星性质的影响

利用相对论平均场理论描述中子星的液体区域，Fermi气体模型或者FMT，BPS,和BBP模型描述中子星外壳，分别称为Fermi gas+RMF和RMF*，计算了中子星性质并且和相对论平均场理论给出的结果进行比较. 虽然低密度物态方程对中子星最大质量、中心密度、能量密度和压强的影响很小，但是它对中子星的质量半径关系改变很大. 对应中子星的最大质量，RMF和RMF*之间的半径差别为0.23-0.33km.     

中子星的相对论平均场研究

在相对论平均框架内计算了不同超子耦合参数下中子星内部物质的状态方程,进一步求解Oppenheimer-Volkoff方程得到了中子星的各种性质.结果表明,参数的变化对这些性质有明显的影响.     

超子中子星性质的温度效应

从相对论平均场理论出发,考虑核子、超子和介子的相互作用,研究了温度对中子星组成粒子、状态方程和中子星质量等的影响.发现温度越高,超子在中子星内部出现时的重子数密度越低.当密度较高时,中子星的核心区主要由超子组成,即中子星转变成以奇异粒子为主要成分的超子星,并且这种转变受到温度的影响,温度越高,转变密度越低.由于超子的出现,中子星核心高密度区域的状态方程,对于不同温度,差别不大,所以有限温度中子星的最大质量都在1.8M_⊙附近.这与观测结果相符.     

208ΛPb的超子分布半径和中子星结构

从相对论平均场理论出发,考虑核子、超子和介子自由度,研究了208ΛPb的超子分布半径与中子星的性质以及它们之间的关系. 计算发现当超子的耦合常数比值由0.3增大到1时,对NLSH和NL3参数组,超核的超子分布半径分别由3.905和3.849fm增大到4.346和4.230fm,而中子星的最大质量分别由1.516和1.429M⊙增大到2.776和2.744M⊙,质量为1.4M⊙的中子星半径分别由13.13和12.79km增大到13.24和13.29km.即中子星的最大质量和半径随超子分布半径增大而增加. 这样只要从实验上确定208ΛPb的超子分布半径,就可以得到中子星结构的信息.     

介质效应对中子星性质的影响

用Bonn势和包含介质修正的相对论平均场模型讨论了介质效应对中子星性质的影响,结果表明BR标度参数的增加导致中子星质量及半径的增加.     

超子耦合参数对热前中子星物质的影响

在相对论平均场理论框架内,利用Λ超子的结合能和中子星质量的观测数据得到超子标量介子耦合参数χσ的范围是0.33—0.77。在这个范围内, 研究了χσ取不同值时, 包含核子, Λ和Ξ超子的热前中子星（固定单个重子熵s=1）的性质。结果表明, 如果超子耦合参数变大, 前中子星核心温度变高, 中微子丰度变低, 前中子星的亚稳态质量范围变小。如果χσ超过了0.75, 前中子星不可能演变成黑洞。联系SN1987A讨论了这一结果的意义。In the framework of the relativistic mean field theory(RMFT), protoneutron stars with hyperons are studied. To be compatible with neutron star masses, the hyperon scalar coupling χσ should lie in the range of 0.33—0.77. As the hyperon scalar coupling increases, in protoneutron star matter, the core temperature increases whereas the abundance of neutrinos decreases. The metastable mass range of protoneutron stars narrows as the temperature increases. It is found that a protoneutron star cannot subside into a low mass black hole when χσ>0.75. Furthermore, the case of SN1987A is discussed.     

致密物质性质和适用于超新星及中子星研究的状态方程(英文)

采用相对论平均场方法研究了致密物质的性质, 构造了包括较宽温度、 同位旋不对称度和密度范围的适用于超新星模拟研究的状态方程, 均匀物质由相对论平均场理论描述, 非均匀物质由托马斯 费米近似给出。讨论了包含超子自由度的中子星物质的状态方程。 计算结果表明, 包含超子可以有效地软化高密度区的状态方程, Λ超子的超流态有可能存在于大质量中子星内部。The properties of dense matter are studied within the relativistic mean field theory. The equation of state (EOS) of dense matter are constructed covering a wide range of temperature, proton fraction, and density for the use of supernova simulations. The relativistic mean field theory is employed to describe the uniform matter, while the Thomas Fermi approximation is adopted to describe the non uniform matter. The EOS of neutron star matter is discussed with the inclusion of hyperons. It is found that the EOS at high density can be significantly softened by the inclusion of hyperons. The 1S₀ superfluidity of Λ hyperons may exist in massive neutron stars.     

中子星物质中的K介子凝聚

用密度相关的相对论平均场理论计算了中子星物质中的K介子凝聚,结果表明中子星物质发生K介子凝聚的临界密度约为2.75ρ₀.中子星物质URCA过程发生的临界密度在考虑DB核物质中核子自能动量修正时为ρρ0≈3.16,在不考虑DB核物质中核子自能动量修正时为ρρ0≈2.25,并进一步计算了密度相关的相对论平均场理论两种参数形式对中子星物质状态方程的影响.     

利用密度相关的相对论平均场理论对核物质与中子星的研究(英文)

研究和详细地比较了RMF理论中不同的有效相互作用强度的密度依赖性, 并且讨论了这种密度依赖性对于核物质和中子星性质的影响. 对于核物质, 不同的参数组给出的对称核物质的饱和点非常接近, 基本都在经验值的范围内. 对于中子星, 考虑超子后不同参数组给出的质量极限的范围为1.52—2.06 M☉, 半径为10.24—11.38 km.The density dependencies of various effective interaction strengths in the relativistic mean field and their influences on the properties of nuclear matter and neutron stars are studied and carefully compared. The differences of saturation properties given by various effective interactions are subtle in symmetric nuclear matter. The Oppenheimer Volkoff mass limits of neutron stars calculated from different equations of state are 1.52—2.06 M☉, and the radii are 10.24—11.38 km with hyperons included.     

_Λ~(208)Pb的超子分布半径和中子星结构

从相对论平均场理论出发 ,考虑核子、超子和介子自由度 ,研究了2 0 8ΛPb的超子分布半径与中子星的性质以及它们之间的关系 .计算发现当超子的耦合常数比值由 0 .3增大到 1时 ,对NLSH和NL3参数组 ,超核的超子分布半径分别由3 .90 5和 3 .849fm增大到 4.3 4 6和 4.2 3 0fm ,而中子星的最大质量分别由 1 .51 6和1 .42 9M⊙ 增大到 2 .776和 2 .744M⊙ ,质量为 1 .4M⊙ 的中子星半径分别由 1 3 .1 3和 1 2 .79km增大到 1 3 .2 4和 1 3 .2 9km。即中子星的最大质量和半径随超子分布半径增大而增加 .这样只要从实验上确定2 0 8ΛPb的超子分布半径 ,就可以得到中子星结构的信息     

前身中子星转动惯量的研究

The influences of σ^＊ and Ф mesons, temperature and coupling constants of nucleons on the moment of inertia of the proto neutron star （PNS） are examined in the framework of relativistic mean field theory for the baryon octet {n, p, A, ∑^-, ∑^,∑^＋,^-, ^0} system. It is found that, compared with that without considering σ^＊ and Ф mesons, the moment of inertia decreases. It is also found that the higher the temperature, the larger the incompressibility and symmetry energy coefficient, and the larger the moment of inertia of a PNS. The influence of temperature and coupling constants of the nucleons on the moment of inertia of a PNS is larger than that of the σ^＊ and Ф mesons.     

密度相关的相对论平均场理论对核物质和中子星的描述

基于密度相关有效相互作用的相对论平均场理论,研究了核物质和中子星的性质.对核物质的饱和性质,密度相关的相互作用DD-ME1和TW-99给出了与NL1,NL3,NLSH,TM1基本一致的结果;NL2和TM2主要用于计算轻核,与它们的结果差别较大.对于中子星,在低密度区域,各种相互作用给出的介子势场差别不大;在高密度区域,相应的介子势场的差别随密度增加而增大.密度相关的相互作用DD-ME1和TW-99,与NL1,NL3和NLSH的结果相比,其物态方程明显偏软.相应的中子星的最大质量也不同,不同有效相互作用给出的最大质量为2.0—3.0M⊙,从大到小的顺序依次是NLSH?,NL3,NL1,DD-ME1,TW-99,TM1和GL-97,对应的半径为10—14km.     

A^208Pb的超子分布半径和中子星结构

从相对论平均场理论出发，考虑核子、超子和介子自由度，研究了A^208Pb的超子分布半径与中子星的性质以及它们之间的关系。计算发现当超子的耦合常数比值由0．3增大到1时，对NLSH和NL3参数组，超核的超子分布半径分别由3．905和3．849fm增大到4．346和4．230fm，而中子星的最大质量分别由1．516和1．429M增大到2．776和2．744M，质量为1．4M的中子星半径分别由13．13和12．79km增大到13．24和13．29km。即中子星的最大质量和半径随超子分布半径增大而增加。这样只要从实验上确定A^208Pb的超子分布半径，就可以得到中子星结构的信息。     

强磁场中修正URCA过程的中微子产能率

基于n-p-e模型并考虑修正URCA过程中的质子分支,研究了强磁场对中子星核心区域修正URCA过程中微子产能率的影响.结果表明,强磁场使修正URCA过程的中微子产能率产生明显振荡;与中子分支相比,强磁场对质子分支中微子产能率的影响偏弱,但是它将提高总的中微子产能率.所得结论将有助于进一步研究中子星的冷却机理. 关键词： 中子星 强磁场 修正的URCA过程     

均匀强磁场中中子星物质的物态方程

在Walecka模型的平均场近似下,研究了由质子、中子和电子组成的中子星物质在均匀强磁场中的性质,发现磁场增强,物态方程会在一定程度上变硬,中子所占比例显著增加,质子和电子所占比例会显著减少,磁场对物态方程的影响比它对粒子组分的影响小.本文还分别利用流体力学公式和热力学公式分别计算了中子星物质的压强,发现磁场越强,用这两种方式计算的压强越接近,当磁场为10¹⁴T时,它们完全重合.     

相对论平均场研究超子星

随着引力波探测以及对中子星质量与半径的高精度测量,中子星作为超新星爆发的剩余产物正吸引着相关领域的高度关注。在中子星的内核部分,诸如超子之类的奇异自由度有可能会出现从而形成超子星。本工作在相对论平均场模型框架下研究由核子与轻子构成的中子星以及包含超子的超子星。采用目前常用的非线性相对论平均场以及密度依赖的相对论平均场参数研究了超子对超子星质量、半径、潮汐形变等性质的影响。最后讨论了介子与超子的耦合常数对超子星性质的影响,发现当矢量介子与超子耦合系数较强时,利用现有的相对论平均场模型参数可以获得大质量的超子星。     

在相对论平均场框架下研究同位旋依赖的高阶核子-ω-ρ介子耦合(英文)

在相对论平均场的框架下,对208Pb中子皮对新的同位旋依赖的高阶核子-ω-ρ介子耦合项的敏感性进行了研究。计算表明,高阶同位旋依赖的核子-ω-ρ介子耦合能够进一步软化对称能,因而能够在不影响其它基态可观测量的情况下,进一步减小208Pb的中子半径。The sensitivity of the neutron skin thickness S in ^208Pb to the new addition of the high order isospin-dependent nucleon-ω-ρ coupling term in the relativistic mean field model is studied. Calculations show that the high order isospin-dependent nucleon-ω-ρ coupling term can further soften the symmetry energy, and thus further decrease the neutron radius of ^208Pb without affecting other ground-state observables     

N=127同中子核素激发态的RMF理论研究

在球形相对论平均场模型下,采用PK1和NL3相互作用, 对N=127同中子核素的基态和低激发态进行了研究,获得了价核子的激发能及中子、 质子和最后一个中子的密度分布, 指出209Pb的3d_5/2,4s_1/2和3d_3/2激发态可能存在一个中子晕结构,207Hg,208Tl,210Bi和211Po的3d5/2,4s_1/2及3d_3/2激发态也可能存在一个中子晕结构。Properties of the ground state and the excited states in N=127 isotones are investigated with relativistic mean field theory with　 the interactions PK1 and　 NL3. By analyzing the rms of proton and neutron, the single particle levels of valence nucleon and the density distributions of neutron, proton and the last neutron, it can be found that there exists a neutron halo in the excited states of 3d_5/2,4s_1/2 and 3d_3/2. It is also predicted that there exists 　a neutron halo in the excited states of 3d_5/2,4s_1/2 and 3d_3/2 in 207Hg,208Tl,210Bi and 211Po.     

混合中子星内强子-夸克退禁闭相变

高密度物质环境内可能存在多种相互竞争的粒子相.利用包含ω²ρ²相互作用项的相对论平均场理论中FSUGold参数组描述强子相物质,夸克质量密度相关的有效质量口袋模型描述夸克相物质,再通过Gibbs相平衡条件构建强子-夸克混合相物质,研究了处于β平衡的混合中子星性质.计算口袋常数B对混合中子星性质的影响,结果表明B对混合中子星内强子-夸克退禁闭相变始末点、粒子分布均有较大影响,且相较于相变开始点,相变结束点受B的影响会更加明显.随着B的增大,混合中子星物质状态方程变硬,质量-半径关系曲线上升,极限质量在1.3-1.4倍太阳质量(M_⊙)范围内,半径在9-12 km之间.此外,还研究了吸引和排斥的∑势对混合中子星性质的影响,结果表明不同∑势对混合中子星内的粒子种类影响较大,且相较于∑引力势,混合中子星在∑斥力势下拥有更大的极限质量.计算得到吸引和排斥的∑势下混合中子星的极限质量分别为1.38M_⊙和1.41M_⊙.