高度退化中子的捕获速率

在中子星 crust 的低温高密度条件下，中子呈退化状态。本文研究了这种退化对中子星中获取的壳层中富中子核上中子捕获速率的影响。我们采用统计 Hauser-Feshbach 模型计算中子捕获速率，发现中子退化显著提升了速率。变化幅度从几个数量级到几个数量级不等，尤其在中子脱落线附近。我们还量化了由于质量、$\gamma$ -强度函数和能级密度模型输入不确定性导致的误差。我们发现，随着离稳定区域的推进，这些不确定性会显著增加，而退化则进一步放大这些不确定性，除了接近中子脱落线的情况外，退化反而增加了鲁棒性。就类经典捕获中子的情况而言，质量模型的变动影响最大，导致反应速率的变化可高达 3-4 个数量级，显著高于经典条件下的 5 倍以上。为便于在核合成网络中引入中子退化，我们提供了中子捕获速率的制表结果以及作为温度和中子化学势函数的解析表达式，适用于 $3 \le Z \le 85$ 的质子数范围，这些结果基于对我们数值结果的拟合。拟合基于一种新的参数化方法，补充了之前使用的幂律近似，加入额外的洛伦兹项以 accounts for 低能共振，显著提高了准确性。