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中子星的相对论平均场描述

张华  
【摘要】:本文从考虑了核子、超子和介子的相对论平均场出发,针对不同情况对中子星的性质进行研究。根据实验数据的分析,研究了不同超子势下,超子耦合常数对中子星的组成和状态方程的影响。对于内部每重子熵在1到2之间的刚诞生的中子星或称为前身中子星,利用温度相关的相对论平均场对其状态方程进行了分析并研究了中微子束缚效应对前中子星的状态方程、最大质量等性质的影响。由于对于非对称核物质性质的研究有助于对中子星物质的认识,考察了非对称致密热核物质的液—气相变。 在研究不同超子势下超子耦合常数对中子星性质的影响中。分别对4种不同的超子势进行了计算,计算发现,∑强排斥势和(?)的弱吸引势都将抑止超子的产生。通过对不同超子势的计算得出以下结论,∑排斥势越强,状态方程越硬。不同的超子势给出的中子星的最大质量不同,但区别较小。 在对非对称致密热核物质的相变分析中,我们发现不同于一元系统,其相变只来自密度的变化。对于非对称物质,其化学势相对于质子的含量的变化也可能引起液—气相变。这和使用非相对论方法计算的结果符合。 对于有限温度的中子星物质,我们发现熵效应对压强的改变相对于出现超子对压强的改变要小很多。这表明中子星的组成结构对状态方程和最大质量的影响要比热力学量对中子星的影响显著。 对于新诞生的中子星,或称为前中子星研究中。分别对中微子束缚效应对只有核子的前中子星和有超子的中子星的影响进行了计算。计算发现,对于只有核子的前中子星,中微子的存在使状态方程变软。当相对轻子含量为0.4时,相对于处于β平衡时,中子星最大质量减少了0.06个太阳质量。而对于有超子出现的前中子星,中微子的存在使状态方程变硬。当相对轻子含量为0.4时,相对于处于β平衡时,中子星最大质量增加了0.21个太阳质量。


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