基于 ab initio 计算的超中子星

Bo Cui; Xiaowen Song; Tabak Monique; Bert-Jan van Beijnum; Ying Wang

基于 ab initio 计算的超中子星

信号处理 2025-02-21 v1

作者: Bo Cui , Xiaowen Song , Tabak Monique , Bert-Jan van Beijnum , Ying Wang

摘要

中子物质的方程态 (EoS) 在理解中子星属性及中子星并合引力波方面发挥决定性作用。在足够密度下，超中子 (hyperon) 的出现通常会使 EoS 变软化，导致中子星最大质量降至约 2 太阳质量以下的观测值。尽管已知三体力具有排斥性可解决此所谓“超中子之谜”，但目前尚无人能够进行包含大量超中子的中子星属性的 ab initio 计算。本文基于全新开发的辅助域量子蒙特卡罗算法 (auxiliary field quantum Monte Carlo algorithm) 对模拟无任何信任问题的 HNM (hyper-neutron matter) 进行计算，推导出三种不同的 EoS。采用最新技术的核力学有效场理论 (Nuclear Lattice Effective Field Theory)，包含 $N\Lambda$ 、 $\Lambda\Lambda$ 两体力、 $NN\Lambda$ 、 $N\Lambda\Lambda$ 三体力。因此，确定了中子星质量、半径、潮汐可测性及普遍 $I$ -Like- $Q$ 关系等关键天体物理量。基于本文最现实的 EoS， $1.4M_\odot$ 中子星的最大质量、半径和潮汐可测性分别预测为 $2.17(1)(1)~M_\odot$ 、 $R_{1.4M_\odot}=13.10(1)(7)~$ km、 $\Lambda_{1.4M_\odot}=597(5)(18)$ 。这些预测与最新来自大质量中子星、引力波及联合质量-半径测量的观测约束良好一致。此外，首次在 ab initio 计算中考察非旋转与旋转中子星配置。结果表明，无论 EoS 中是否存在超中子，旋转动力学对最大质量影响都很小。

关键词

中子星方程态超中子 ab initio 计算潮汐可测性引力波核物理

引用

@article{arxiv.2502.14434,
  title  = {Evaluating Multi-Sensor Placement and Neural Network Architectures for Physical Activity Level Classification},
  author = {Bo Cui and Xiaowen Song and Tabak Monique and Bert-Jan van Beijnum and Ying Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.14434},
  year   = {2025}
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基于 ab initio 计算的超中子星

摘要

关键词

引用

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