超流体涡旋雪崩中的碰撞过程与脉冲星 glitch 统计

本文提出了一个中子星 glitch 的统计理论框架，其动机源于近期对钉扎、减速量子凝聚体的 Gross-Pitaevskii 模拟结果。研究表明，如果超流体涡旋通过泊松过程独立解钉，则无法重现观测到的 glitch 尺寸分布；中心极限定理会产生狭窄的高斯尺寸分布，而非观测到的宽幂律尾。这一结论在包含一系列钉扎势时并未发生根本性改变，这会导致被占据位点的势分布被挖掘、涡旋在强钉扎位点积累，从而产生偶尔的异常大 glitch。因此需要碰撞过程，使涡旋的解钉率取决于其近邻和/或远程邻居的钉扎状态，从而避免中心极限定理通常产生的高斯尺寸分布。在 Gross-Pitaevskii 模拟输出中，至少两种碰撞过程清晰可见：最近邻邻近碰撞和远程声学碰撞。研究表明，当包含碰撞过程且温度与自旋减速力矩之间满足两个特定关系时，会发生标度不变（即幂律）的涡旋雪崩。这种精细调谐在天文环境中不太可能发生，使得整体问题部分未解。本文提出了一种状态依赖的泊松形式体系，将构成该领域未来研究的基础。