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中子星的状态方程和性质以及非对称核物质中的核子超流性

米爱军  
【摘要】: 本论文主要介绍了利用相对论平均场理论、Brueckner-Hartree-Fock方法和BCS理论对中子星的状态方程和性质以及非对称核物质中的核子超流性进行研究的一些工作。 本文主要包括两部分内容。在第一部分中,我们在相对论平均场理论框架下,研究了非对称核物质的状态方程和中子星物质的性质。首先,我们通过引入奇异介子场(标量介子场σ*和矢量介子场φ)来研究超子-超子相互作用对中子星性质的影响。我们发现,致密强子物质的整体性质基本上还是由非奇异介子场决定的。较弱的超子-超子相互作用可以得到较硬的状态方程和较大的中子星最大质量。我们还研究了标量-同位旋矢量介子场对中子星性质的影响,结果显示,标量-同位旋矢量介子场的出现,使得中子星中每核子结合能减小,同时也使得质子在中子星中所占的百分比增加而中子的百分比减少;标量-同位旋矢量介子场能够引起重子Dirac质量的劈裂,∑超子具有最大的Dirac质量劈裂;对于不含有超子的中子星,考虑标量-同位旋矢量介子场时可以得到更大的中子星最大质量,而对于含有超子的中子星却得到较小的中子星质量,标量-同位旋矢量对中子星最大质量的影响是极其轻微的;标量-同位旋矢量介子场对中子星整体性质最大的影响是转动惯量,它可以很显著的增强中子星的转动惯量。 在论文的第二部分,我们利用BHF方法和BCS理论研究了非对称核物质中~3PF_2态核子超流性的同位旋相关性。我们在较大的密度范围内得到了~3PF_2态能隙方程的解,这意味着~3PF_2态核子超流性可以出现在中子星的内核中。我们发现,随着同位旋非对称度的增加,中子对关联能隙的峰值是增强的,且其峰值对应的密度是减小的。而对于质子~3PF_2态对关联能隙,其同位旋相关性与中子对的正好相反。随着同位旋非对称度的增加,质子对关联能隙的峰值是变小的,且其峰值对应的密度是增加的。我们还发现同位旋相关的AV18两体势相对于同位旋无关的AV14两体势,对核子~3PF_2态对能隙有明显的抑制效果,且对于AV18两体势,无法形成质子对。


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