强子物质向夸克物质转换的流体力学研究：II. 扩散诱导转换
核理论
2016-03-09 v2 高能天体物理现象
摘要
我们研究强子物质(HM)到3味夸克物质(3QM)的相变，将转换过程视为燃烧并采用流体力学描述。在假设HM为亚稳态，其自由能大于3QM但小于2味夸克物质(2QM)的前提下，本文考虑由种子3QM扩散诱导的转换。这是我们之前论文的续作，之前在相同框架下研究了激波诱导的转换。我们不仅关注转换前沿两侧的跳跃条件，还考虑了前沿内部的结构，通过考虑在弱相互作用时间尺度上转换过程中发生的情况。对于HM，我们采用基于相对论平均场理论的Shen EOS，对于QM采用基于袋模型的EOS，与之前相同。我们在那篇论文中证明，在这种EOS组合下，对于广泛的袋常数和强耦合常数范围，燃烧将发生在所谓的吸热区，其中燃烧的Hugoniot曲线位于初始状态下方。我们发现弱爆燃几乎总是发生，而弱爆轰只有在扩散常数（不现实地）大且临界奇异分数小时才可能。转换前沿的速度约为 cm/s，取决于初始温度和密度以及QM EOS中的参数，当最终态处于混合相时变得特别小。最后我们研究层流弱爆燃前沿的线性稳定性，发现它在放热区不稳定（Darrius-Landau不稳定性）但在吸热区稳定，这与普通燃烧完全相反。
引用
@article{arxiv.1511.08153,
title = {A Hydrodynamical Study on the Conversion of Hadronic Matter to Quark Matter: II. Diffusion-Induced Conversion},
author = {Shun Furusawa and Takahiro Sanada and Shoichi Yamada},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.08153},
year = {2016}
}
备注
36 pages, 21 figures, accepted for publication in PRD