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大质量中子星的状态方程

太阳与恒星天体物理 2012-11-26 v1 高能物理 - 唯象学 核实验 核理论

摘要

利用相对论 Hartree-Fock 近似,我们详细研究了中子星物质的性质。在当前的计算中,我们不仅考虑了矢量介子与八重态重子之间的张量耦合以及相互作用顶点处的形状因子,还考虑了致密物质中重子内部(夸克)结构的变化。相对论 Hartree-Fock 计算以两种方式进行:一种是采用由 SU(6)(夸克模型)对称性确定的耦合常数进行计算,另一种是基于 SU(3)(味)对称性的耦合常数进行计算。对于后一种情况,我们使用了最新的 Nijmegen (ESC08) 模型。非常值得注意的是,SU(3) 对称性下核心物质的粒子组成与 SU(6) 对称性下的完全不同。在 SU(6) 对称性下,所有八重态重子均出现在密度低于 1.2\sim 1.2 fm3^{-3} 的区域,而在 ESC08 模型中,仅产生了 \Xi^- 超子。此外,内部重子结构的介质修正硬化了核心物质的状态方程。综合考虑所有这些效应,我们可以获得与最近观测到的质量 1.97 \pm 0.04 M_\sun (PSR J1614-2230) 一致的最大中子星质量。因此我们得出结论,介子 - 重子耦合从 SU(6) 对称性扩展到 SU(3) 对称性,以及物质中内部重子结构的变化,确实提高了中子星的质量。此外,顶点处的形状因子效应以及包含矢量介子引起的张量耦合的 Fock 贡献,对于描述核心物质是必不可少的。特别是,Fock 项对于重现核物质中对称能 a_4 (\simeq 30 - 40 MeV) 的理想值至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.1207.1554,
  title  = {EoS for massive neutron stars},
  author = {Tetsuya Katayama and Tsuyoshi Miyatsu and Koichi Saito},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1207.1554},
  year   = {2012}
}

备注

10 figures, 8 tables