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有限温度下修正 Urca 中微子发射率

核理论 2026-01-12 v2 高能天体物理现象

摘要

带电流中微子-核子反应,通常称为 Urca 过程,是中子星热演化中的关键角色。所谓的直接过程表现出明显的阈值,低于该阈值时反应在运动学上受抑制。这种抑制不适用于涉及与额外核子相互作用的“修正”Urca 过程。修正 Urca 中微子率的计算是针对冷中子星物质和稀薄热物质建立的,两种情况均基于很强的假设。在本文中,我们修正了致密热物质及不同组分下修正 Urca 中微子率的计算。我们研究了先前计算中使用的不同近似的影响。我们在热场论中推导了修正 Urca 中微子发射率的表达,并主要使用重要性采样蒙特卡洛技术对相空间进行数值积分。我们建立并比较了修正过程和直接过程的中微子发射率。我们特别发现,在中等密度和温度下,修正 Urca 过程相对于直接过程在其阈值之上未必受抑制,这与通常的假设相反。数值结果通过用简单解析近似估计修正与直接 Urca 率之比得到确认,从而展示了修正过程依温度和密度的抑制区域。这些结果表明,在评估致密温热物质中的中微子不透明度时必须仔细考虑修正 Urca 率。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.09819,
  title  = {Modified Urca neutrino emissivity at finite temperature},
  author = {Lami Suleiman and Micaela Oertel and Marco Mancini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09819},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 8 figures, accepted for publication in PRC