QCD轴子星的全局视角

采取包括全范围边界条件在内的综合视角，我们重新审视了基于相对论性Klein-Gordon方程（使用Ruffini-Bonazzola方法）及其非相对论极限Gross-Pitaevskii方程的QCD轴子星解。一个自由参数，方便地选择为轴子星波函数的中心值，或者选择范围为 $-m<\mu< 0$（其中 $m$ 是轴子质量）的化学势，唯一地确定了一个球对称基态解，即轴子凝聚体。我们阐明了Klein-Gordon方程中各项的相互作用如何决定三个独立区域中解的性质：结构稳定（对应于局部能量极小值）的稀疏区域和稠密区域，以及中间的、结构不稳定的过渡区域。从Klein-Gordon方程，可以推导出包括Gross-Pitaevskii和Sine-Gordon方程在内的替代运动方程，这些方程先前已被用于描述稠密区域中的轴子星。在这项工作中，我们精确地阐明了这些方法如何以及为何在结合能增加时会失效，强调了使用完整相对论性Klein-Gordon方法的必要性。最后，我们指出，即使在包含微扰轴子数破坏修正后，那些假设轴子数近似守恒的运动方程的解，在强结合能区域（即化学势的大小接近轴子质量时）也会完全失效。