原子核与中子星中的富中子物质

充分理解高度不对称核物质的物态方程(EoS)对于研究中子星(NSs)等系统至关重要。利用零程Skyrme相互作用以及有限程相互作用如Gogny力、动量依赖相互作用(MDI)和简单有效相互作用(SEI),我们分析了EoS的性质及其对中子星计算可能产生的影响。我们研究了EoS按同位旋不对称性幂的泰勒级数展开的收敛性,以及用EoS泰勒展开计算 $\beta$ 稳定核物质时结果的精度。我们还分析了Skyrme和有限程相互作用下的中子星质量-半径关系。由于标准Gogny D1相互作用的现有参数化均无法给出位于观测约束内的中子星,我们提出了一种新参数化,命名为D1M$^*$,其能够给出 $2 M_\odot$ 的中子星,同时仍对有限核给出与D1M同样良好的描述。还给出了参数化D1M$^{**}$,其拟合方式与D1M$^*$ 类似,可给出高达 $1.91 M_\odot$ 的中子星。为天体物理目的建模中子星,需精确确定核-壳层过渡点。我们通过寻找核物质在核心中对于密度涨落不稳定的位置来估算中子星中的核-壳层过渡。为此,我们对零程和有限程相互作用采用了热力学方法和动力学方法。为将动力学方法应用于有限程力,我们显式推导了动量空间中能量曲率矩阵的表达式。最后,利用Skyrme和有限程相互作用深入分析了中子星的壳层性质、转动惯量和潮汐形变能力。