麦克斯韦与吉布斯构造之间相变的统一框架

以中子星内核子到夸克的相变为例，我们提出了一种热力学一致的方法来计算环境物质的物态方程，从而能够描述介于熟知的麦克斯韦构造与吉布斯构造之间的过渡相变。该方法并未从微观上处理两相之间知之甚少的表面张力（例如通过 Wigner-Seitz 近似计算核 pasta 相），而是将麦克斯韦构造和吉布斯构造各自特有的局域与全局电荷中性条件相结合。总体电荷中性通过将轻子划分为服从局域电荷中性（麦克斯韦）与维持全局电荷中性（吉布斯）的两部分来实现。物态方程由总能量密度最小化导出的平衡约束求得。该最小化结果随后被用于计算若干中间构造下的中子星质量-半径曲线、潮汐形变能力、平衡与绝热声速，以及非径向 $g$ 模振荡频率。随着为模仿强子-夸克界面张力而引入的局域-总电子比 $\eta$ 从 $0$（吉布斯）升至 $1$（麦克斯韦），各类关注量均从吉布斯结构平滑过渡到麦克斯韦结构。一个显著的例外是 $\eta=1$ 特定情形下的 $g$ 模频率，此时夸克支与强子支之间出现间隙。