用引力波观测约束强子-夸克相变的起始密度
高能天体物理现象
2021-01-04 v2 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
我们通过采用一组温度依赖的混合状态方程（EoS）进行流体动力学模拟，研究了中子星双星并合过程中强子-夸克相变（PT）的可能发生。继先前工作之后，我们描述了在包括不同总双星质量的等质量与不等质量系统的中子星双星并合引力波（GW）信号中脱禁闭夸克物质的明确且可测量的特征。在较高密度下（即并合后）由相变引起的 EoS 软化，导致主导并合后 GW 频率 f_peak 相对于并合前旋进阶段推断的潮汐形变参数 Lambda 的特征性增加。因此，测量这种并合后频率的增加为强相变的存在提供了证据。若并合后频率与潮汐形变参数与纯重子 EoS 模型的结果相容，而后者给出 f_peak 与 Lambda 之间非常紧密的关系，则可排除直到某一密度下的强相变。我们发现 f_peak 和 Lambda 与早期并合后遗迹演化中的最大密度之间存在紧密关联。这些 GW 观测量因而告知了由遗迹及其 GW 辐射所探测的密度区间。利用此类关系，我们设计了一个可直接应用的、具体的过程，以从未来的 GW 测量约束 QCD 相变的起始密度。我们指出两种有趣的情形：若从 GW 探测未推断出相变迹象，我们的过程给出强子-夸克相变起始密度的下界。相反，若并合事件揭示脱禁闭夸克物质发生的证据，推断的 GW 参数则给出相变起始密度的上界。（节略）
引用
@article{arxiv.2006.03789,
title = {Constraining the onset density of the hadron-quark phase transition with gravitational-wave observations},
author = {Sebastian Blacker and Niels-Uwe F. Bastian and Andreas Bauswein and David B. Blaschke and Tobias Fischer and Micaela Oertel and Theodoros Soultanis and Stefan Typel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03789},
year = {2021}
}
备注
35 pages, 24 figures; accepted for publication in Phys. Rev. D