中文

以双中子星并合探测夸克-强子渡越状态方程

广义相对论与量子宇宙学 2023-11-15 v3 高能天体物理现象 核理论

摘要

预期未来引力波(GW)探测器从双中子星(NS)并合探测到的引力辐射可探测高密度状态方程(EOS)。我们首次采用多种夸克-强子渡越(QHC)EOS参数化方案模拟双中子星并合。这些EOS由强子EOS(nb<2 n0n_{b} < 2~n_0)和夸克物质EOS(nb> 5 n0n_{b} >~5~n_0)组合构建,其中 nbn_{b}n0n_0 分别为重子数密度和核饱和密度。在渡越密度(2 n0<nb<5 n02~ n_0 < n_{b} < 5~ n_0)下,QHC EOS连续软化,同时比强子和一级相变EOS更硬,达到强关联夸克物质的硬度。这种增强的硬度导致并合后中子星寿命明显长于纯强子EOS情形。我们发现这些EOS具有双重性质:其最大啁啾引力波频率 fmaxf_{max} 属于软EOS类别,而并合后阶段的主峰频率(fpeakf_{peak})落在软与硬强子EOS之间。在特征引力波频率中观测到此类双重性质,将为QCD在渡越密度下存在强相互作用夸克物质提供关键证据。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.05461,
  title  = {Binary neutron star mergers as a probe of quark-hadron crossover equations of state},
  author = {Atul Kedia and Hee Il Kim and In-Saeng Suh and Grant J. Mathews},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.05461},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 3 figures