二次 GUP 修正白矮星结构中的有限温度考量
高能物理 - 唯象学
2023-07-12 v3 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
在量子引力现象学中，广义不确定性原理（GUP）对白矮星的影响已在文献中受到诸多关注。然而，这些研究均假设零温状态方程（EoS），从而排除了初始温度相当高的年轻白矮星。为此，本文计算了经二次 GUP 修正的有限温度白矮星的 Chandrasekhar EoS 及相应的质量-半径关系，该方案通过在动量项中加入二次项扩展了海森堡不确定性原理。首先我们将二次 GUP 参数作微扰处理来近似 EoS，使得 EoS 在低压下呈现预期的热偏差，而在高压下则表现出依赖于近似阶次的冲突行为。随后我们对修正 EoS 进行了完整的数值模拟，并表明一般而言，有限温度使低压下的 EoS 软化，而二次 GUP 使高压下的 EoS 变硬。将该修正 EoS 应用于 Tolman-Oppenheimer-Volkoff 方程及其经典近似，我们得到了广义相对论与牛顿白矮星的修正质量-半径关系。发现两种情况下的关系在小质量处均呈现预期的热偏差，其中低质量白矮星在大半径处被移至高质量区间，而高质量白矮星则获得超出 Chandrasekhar 极限的更大质量。此外，我们发现对于足够大的 GUP 参数值与温度，我们得到的质量-半径关系完全脱离理想情形，因为由 GUP 引起的高质量偏差与由温度引起的低质量偏差不再互斥。
引用
@article{arxiv.2210.09886,
title = {Finite Temperature Considerations in the Structure of Quadratic GUP-modified White Dwarfs},
author = {James David M. Tuñacao and Adrian G. Abac and Roland Emerito S. Otadoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.09886},
year = {2023}
}