中子星冷却——对核平均场的挑战

在非相对论 Hartree Fock (HF) 形式下，有限程 M3Y 相互作用的两个近期密度依赖版本（CDM3Y$n$ 和 M3Y-P$n$）已针对不对称核物质 (NM) 的体性质进行了检验。同样的 HF 研究也使用了著名的 Skyrme (SLy4) 和 Gogny (D1S 和 D1N) 相互作用进行，这些相互作用在核结构计算中得到了充分检验。我们将 HF 结果与使用自由核子-核子相互作用的 Dirac-Brueckner Hartree-Fock 方法或从头变分计算等其他多体计算，以及使用不同模型参数的非相对论和相对论平均场研究给出的结果进行了比较。尽管 M3Y 相互作用的这两个所考虑的密度依赖版本在核结构或反应研究中被证明是相当现实的，但它们在高密度下给出了核物质对称能的两种不同行为，类似于早期用其他平均场相互作用发现的 Asy-soft 和 Asy-stiff 情景。因此，我们在 $\beta$-平衡中获得了质子份额的两种不同行为，这进而意味着中子星冷却的两种截然不同的机制。尽管基于最新微观多体计算的预测或从重离子碰撞推导出的经验核物质压力和同位旋扩散数据发现了对 Asy-stiff 情景的一些偏好，但核结构数据库的一致平均场描述更常由某些 Asy-soft 类型相互作用（如 Gogny 或 M3Y-P$n$ 相互作用）给出。这种两难境地对现代平均场方法提出了有趣的挑战。