基于移位Krylov方法的有限温度Hartree-Fock-Bogoliubov计算的坐标空间求解器

为了研究原中子星及其后续冷却阶段的结构，计算多种相中的非均匀热核物质与冷核物质具有极大意义。有限温度Hartree-Fock-Bogoliubov（FT-HFB）理论是实现此目的的主要选择，然而，其在三维中对超流（超导）多费米子系统的数值计算需要巨大的计算成本。为了研究热与冷中子星壳层中多种相，我们提出了一种利用三维（3D）坐标空间表示执行FT-HFB计算的高效方法。近来，一种基于格林函数围道积分与移位共轭正交共轭梯度法的高效方法被提出[Phys. Rev. C 95, 044302 (2017)]。我们利用移位共轭正交共轭残差法将该法推广至有限温度。我们以有限温度下热孤立核与中子星内壳层fcc相为基准测试了FT-HFB计算的3D坐标空间求解器。本文展示了本方法的计算性能。对$^{146}$Ba确认了四极与八极形变的不同的临界温度。检验了$^{184}$Hg中形状共存特征的稳健性。对于中子星壳层，在核子密度0.045 fm$^{-3}$、温度$k_B T=200$ keV的fcc相中出现了嵌入超流低密度中子海中的形变富中子Se核。所开发求解器在有限温度核与不均匀核物质上的效率得以展示。它可成为核物理的标准工具，尤其用于热与冷中子星物质的结构研究。