中子星壳层中的玻璃态量子核意面

我们通过进行大量三维 Hartree-Fock+BCS 计算，在导致壳层-核子核心过渡的密度下研究中子星壳层中的核意面相。我们在恒定压强下考察了意面在形状参数空间中的分布。意大利面、华夫饼、千层面、双连续相和柱状孔洞占据了所得吉布斯能面上的局部极小值。双连续相中中子气体与核物质在所有维度上均连续延伸，因此质子是非定域的，其出现在很大深度范围内。我们的结果支持核意面是一种玻璃态系统的观点。在给定的壳层中存在多种意面构型共存。在一个特征温度（量级为 $10^8$–$10^9$ K）下，不同相冻结成域，我们估计其尺寸为晶格常数的 1–50 倍，且局域密度与电子分数可在域内变化。高于此温度时，几乎不存在长程有序，物质为非晶固体。电子在域边界上的散射可能贡献于意面相的无序电阻率。域的退火可能在冷却过程中发生；壳层加热时局部极小值的重新填充可能导致壳层深层中依赖于温度的输运性质。我们识别出 4 个 distinct 区域：（1）核意面首次作为局部极小值出现，但球形核为基态；（2）核意面成为绝对极小值，但球形核仍为局部极小值；（3）仅核意面出现在局部极小值中，且质子至少在某一维度上仍局域化；（4）仅出现意面，且质子非定域化。整个意面区域按质量可占据壳层至多 70%，按厚度至多 40%，而质子非定域化层可按质量占据壳层 45%、按厚度占据 25%。