_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     

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。     

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.     

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。     

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.     

相对论平均场理论中的有效超子-核子相互作用

利用相对论平均场理论,结合单超核的实验数据,研究了核介质中的Λ超子–核子有效相互作用.通过符合13ΛC超核中Λ超子1s轨道的结合能实验值,给出了5组Λ超子–核子有效相互作用参数.利用这些参数组对质量数从9到2?0?8的单Λ超核和核物质中最低Λ态的束缚能进行了系统计算,得到的结果与实验值相符.     

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.     

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.     

超核的α集团结构和Λ17O的Λ分离能

用超核的α集团结构和Λ-α相互作用唯象位计算了13ΛC的Λ分离能,得到与实验数据符合甚好的结果,在此基础上进一步预言了17ΛO的Λ分离能,得到与经验值符合得最佳的结果,优于现有国际上的理论计算.     

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.     

相对论平均场理论对∧,Ξ和∑超核的研究(英文)

基于相对论平均场理论,系统地研究了单∧,Ξ和∑超核,超子-核子相互作用通过拟合实验数据以及参照之前理论工作来确定。以16O为核芯,通过加入不同类型超子（∧,Ξ0,-和∑+,0,-）,比较了超子的平均势场和单粒子能级,并研究了对核芯的杂质效应。整体上看,∧和Ξ0超子在大块性质上类似;Ξ0超子平均势场最浅;库仑相互作用对于带电超子Ξ-,∑+和∑-非常重要。作为杂质,原子核中加入超子会使整个体系更束缚。然而,不同超子对原子核的半径有不同效应。此外,讨论了ωYY张量耦合,发现其对超子的能级劈裂有显著影响,甚至导致Ξ超子中出现能级反转现象。Single ∧, Ξ, and ∑ hypernuclei are systematically studied within the framework of relativistic mean-field (RMF) model with YN interactions being constrained according to the experimental data and previous theoretical efforts. By adding a hyperon to 16O, the mean-field potentials and single-particle levels for hyperons (∧, Ξ0,-, and ∑+,0,-) are compared and the impurity effects on the nuclear core are examined. In general, the ∧ and ∑0 hyperons show similar behaviors in bulk properties since both of them are electroneutral and with similar coupling constants; Ξ0 hyperon owns the shallowest mean-field potential well; and Coulomb interactions play vital roles in the charged Ξ-, ∑-, and ∑+ hyperons. As an impurity, the intruded single-hyperon makes the nuclear system more bound in most cases due to the attractive NY interaction. However, very different effects on the nucleon radii are observed for different hyperons. Besides, the effects of the ωYY tensor couplings on the spin-orbit splitting are discussed, and remarkable influences are found which even change the level ordering of Ξ hyperon.     

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.     

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.     

中子星的直接URCA过程

D-URCA过程是中子星发射中微子冷却中最快的机制. 中子星发生D-URCA过程需要较高的质子分数比, 该比值取决于核力的同位旋依赖性, 而核力的同位旋依赖性与重核(如²⁰⁸Pb)的中子皮厚度相关. 为此,基于相对论平均场理论, 采用PK1，NL3，S271，Z271有效相互作用, 在拉氏量中引入同位旋相关的高阶修正项, 本文研究了中子星的质子分数比以及D-URCA过程与²⁰⁸Pb的中子皮厚度之间的关系.     

超核的α集团结构和_Λ~(17)O的Λ分离能

用超核的α集团结构和Λ α相互作用唯象位计算了 13ΛC的Λ分离能 ,得到与实验数据符合甚好的结果 ,在此基础上进一步预言了 17ΛO的Λ分离能 ,得到与经验值符合得最佳的结果 ,优于现有国际上的理论计算     

N-N关联和有限核相对论平均场方法

密度有关的核子-介子相互作用耦合常数是在相对论平均场近似下用核物质的相对论Brueckner-Hartree-Fock近似计算的自能参数化得到的.这种密度有关的相互作用考虑了介质中N-N关联效应,用这种密度有关的相互作用来研究有限核的基态性质,如单粒子能级,平均结合能,电荷均方根半径,与实验值较好地符合,同时还与其它模型的结果进行了比较.     

N－N关联和有限核相对论平均场方法

密度有关的核子－介子相互作用耦合常数是在相对论平均场近似下用核物质的相对论Ｂｒｕｅｃｋｎｅｒ－Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ近似计算的自能参数化得到的．这种密度有关的相互作用考虑了介质中Ｎ－Ｎ关联效应，用这种密度有关的相互作用来研究有限核的基态性质，如单粒子能级，平均结合能，电荷均方根半径，与实验值较好地符合，同时还与其它模型的结果进行了比较。     

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.