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由Urca过程产生的体黏度:中微子俘获区中的$npe\mu$物质

高能天体物理现象 2021-11-23 v2 太阳与恒星天体物理 核理论

摘要

在这项工作中,我们将先前关于中微子俘获区中由Urca过程引起的热致密npenpe物质体黏度的研究扩展到npeμnpe\mu物质,加入了介子Urca过程以及涉及电子-介子跃迁的纯轻子弱电过程。核物质采用相对论密度泛函方法建模,使用两种不同参数化:DDME2模型预测中微子主导物质,NL3模型预测反中微子主导物质(在为中微子/反中微子所俘获的温度下)。在中微子主导物质情形下,主要平衡机制是轻子俘获;而在反中微子主导物质情形下,这源于中子衰变。我们发现Urca过程的平衡速率高于纯轻子过程,这意味着由Urca过程驱动的体黏度可在假定轻子反应冻结的情况下计算。我们发现体黏度在中等温度下随温度按ζT2\zeta\sim T^{-2}下降。在高温下,该标度在体黏度急剧下降处失效,此温度接近质子分数与密度无关、物质变为标度不变之处。当物质从反中微子主导区经历到中微子主导区的转变时也会发生这种情况,此时体黏度达到局部极大值。我们还估算了体黏耗散时标,发现其在高于中微子俘获温度时处于\gtrsim 1 s范围。这些时标仅与双中子星并合中形成的长寿命天体以及核坍缩超新星中形成的热原初中子星相关。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.07523,
  title  = {Bulk viscosity from Urca processes: $npe\mu$ matter in the neutrino-trapped regime},
  author = {Mark Alford and Arus Harutyunyan and Armen Sedrakian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07523},
  year   = {2021}
}

备注

26 pages, 13 figures