强子物质到夸克物质转化的流体力学研究：I. 激波诱导转化
核理论
2016-03-09 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
我们局部地研究强子物质(HM)到3味夸克物质(3QM)的转化，将转化过程视为燃烧并用水动力学描述。不仅考虑转化前沿两侧的跳跃条件，还考虑前沿内部的结构，为此计入在弱相互作用时间尺度上转化过程中发生的情况以及混合相中的状态方程(EOS)。假设HM是亚稳态的，其自由能大于3QM但小于2味夸克物质(2QM)的自由能，我们考虑通过冲击波中快速密度上升触发的经2QM的转化。基于结果，我们讨论可能实现哪种燃烧模式(强/弱爆轰)。HM由基于相对论平均场论的状态方程描述，2QM和3QM由MIT袋模型近似。我们针对该状态方程组合中广泛的袋常数和强耦合常数证明，燃烧可能发生在所谓的吸热区中，其中燃烧的雨贡纽曲线在P-V平面中位于冲击波雨贡纽曲线下方，且其在地球上无对应物。我们发现总是发生强爆轰。取决于夸克物质(QM)的状态方程以及HM的密度和爆轰前沿的马赫数，从HM到2QM的退禁闭在冲击波中要么完成要么未完成。在后者情况下（若QM的状态方程确保退禁闭发生在核饱和密度以上且冷夸克星的最大质量大于两个太阳质量，则更可能），转化在弱相互作用时间尺度上进一步通过HM与3QM的混合态继续。
引用
@article{arxiv.1511.08148,
title = {A Hydrodynamical Study on the Conversion of Hadronic Matter to Quark Matter: I. Shock-Induced Conversion},
author = {Shun Furusawa and Takahiro Sanada and Shoichi Yamada},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.08148},
year = {2016}
}
备注
44 pages, 18 figures, accepted for publication in PRD