广义非线性相对论平均场模型中含 α 粒子凝聚的冷稀薄核物质

我们利用广义非线性相对论平均场（gNL-RMF）模型探讨了包含核子与低密下 α 粒子凝聚的均匀冷（零温）核物质的热力学性质。在 gNL-RMF 模型中，α 粒子作为显式自由度纳入，并被视为点状粒子，其相互作用由介子交换描述，而介质内效应对 α 束缚能的影响由密度与温度相关的能量移动描述，其参数通过拟合实验 Mott 密度获得。我们发现，在下降密度 $n_{\rm{drop}}$（$\sim 3\times 10^{-3}$ fm$^{-3}$）以下，零温对称核物质处于纯 α 粒子玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）态，而富中子核物质由 α-BEC 与中子组成。在 $n_{\rm{drop}}$ 以上，α-BEC 的比例随密度减小，并在转变密度 $n_t$（$\sim 8\times 10^{-3}$ fm$^{-3}$）处消失。在 $n_t$ 以上，核物质变为纯核子物质。我们的结果表明，零温稀薄核物质中 α 粒子凝聚严重违背了核物质状态方程同位旋非对称依赖的经验抛物线律，使对称能的传统定义失去意义。我们研究了在抛物线近似下定义的含 α 粒子凝聚零温稀薄核物质的对称能，发现其相比无团簇情形显著增强，并在极低密度（$\lesssim 10^{-3}$ fm$^{-3}$）下饱和于约 $7$ MeV。本文也讨论了均匀稀薄核物质中 α 凝聚的临界温度。