中子星中夸克物质的形成

在极大的密度和/或温度下，预期会发生夸克-强子相变。在零重子密度下的QCD晶格模拟表明，该相变发生在T_c ~ 150-170 MeV。计算表明，该相变可能是二级相变或交叉现象。尽管晶格模拟未给出非零重子密度下相变发生时间的指示，但预期相变发生在核物质密度数倍左右的密度下。此外，有充分理由相信相变后形成的夸克物质处于色超导相。中子星内部的物质密度预计是核物质密度的数倍，因此中子星核心可能由夸克物质组成。人们预期这种夸克物质是在超新星坍缩过程中形成的。从夸克物质形成时主要由u和d夸克组成的假设出发，我们在本工作中考虑了通过弱相互作用的奇异夸克的演化。这里计算了反应速率和达到化学平衡所需的时间。我们的计算表明，化学平衡约在10^-7秒内达到。此外，在平衡过程期间及之后立即释放出巨量能量并产生大量中微子。我们证明，对于合理的核态方程模型，释放的能量可高达10^53尔格，在夸克物质形成过程中可能发射多达10^58个中微子。