中子星并合中的轴子

超新星与冷却中子星长期以来被用于约束轴子（如轴子质量及其与核子和其他标准模型粒子的相互作用）的性质。我们研究了将中子星并合用作未来可类似探测轴子的场所的前景。我们考察了轴子对并合的影响，同时考虑轴子自由穿过致密核物质的可能性以及轴子被俘获的情形。我们计算了并合条件下轴子的平均自由程，发现它们在所有热力学条件下都会自由穿过并合区域。与先前计算不同，我们在使用核子的相对论处理时对整个相空间积分，并假定矩阵元与动量无关。特别地，我们使用相对论平均场论描述核子，考虑到当密度高于核饱和密度时核子有效质量的急剧下降。我们发现，在当前的轴子-中子耦合约束内，轴子能够在与中子星并合相关的时间尺度上冷却核物质。我们的结果可视为理解轴子如何影响并合模拟并潜在地与观测相接的第一步。