中子星壳层与对称能

【摘要】：本文对中子星的形成过程、观测机制、组成成分、发展历史和研究意义进行了详细的描述，对中子星研究的发展历程和现取得的成果进行了归纳总结。以这些研究成果为基础，本文主要开展了两部分研究。 第一部分，在多体理论和量子场理论的框架下，利用相对论介子模型的平均场近似，探讨中子星壳层物质的核对称能与不可压缩系数的关系。研究结果表明，在不同的耦合常数情况下，对称能都随着重子数密度的增大而增大。在固定自耦合常数d时对称能随着饱和密度下的不可压缩系数增大而增加。而固定自耦合常数c时对称能则随着饱和密度下的不可压缩系数增大而减小。分别固定耦合常数g v和g s时，对称能随着饱和密度下的不可压缩系数的改变基本没有变化。这表明，核子间的耦合常数对核对称能的影响比自耦合常数大。 第二部分，引入自洽的边界条件求解了非均匀介子场方程，并采用Thomas-Fermi近似来描述中子星壳层物质的物态方程。研究结果表明,中子星壳层物质的平均能量密度和压强随着核子数密度的增大而变大，粒子数密度和核子能量密度从晶胞中心开始减小。当粒子数密度n B增大时，晶胞的半径减小，当粒子数密度nB0.06fm3时，核子已经瓦解不复存在。以上结果与现有研究成果非常吻合，说明引入自洽的模型研究中子星壳层物质非常成功。