基于现实核相互作用的中子星半径

质量为 $2M_\odot$ 的中子星的存在要求中子星物质的状态方程（EoS）具有强刚性。我们引入一种在 3 与 4 重子间普遍起作用的多坡密子交换势（MPP）以硬化 EoS。其强度通过分析原子核-原子核散射的 G 矩阵折叠模型加以限制。利用 Brueckner-Hartree-Fock (BHF) 与团簇变分法 (CVM) 并结合核相互作用 ESC 与 AV18 推导了 EoS。通过求解 Tolmann-Oppenheimer-Volkoff (TOV) 方程得到质量-半径关系，其中基于地面数据获得了超过 $2M_\odot$ 的最大质量。典型质量 $1.5M_\odot$ 处的中子星半径 $R$ 被预言为 $12.3\!\sim\!13.0$ km。计算半径的不确定性主要源于 3- 与 4-坡密子耦合常数之比，该比值无法由任何地面实验确定。尽管 $R(1.5M_\odot)$ 的值不受超子混合效应影响，但对它们的精细观测值可指示在 $M\!\sim\!2M_\odot$ 区域中超子混合导致 EoS 软化的程度。若 $R(1.5M_\odot)$ 小于约 12.4 km，则超子混合对 EoS 的软化必须很弱。空间任务 NICER 能提供精度在 $\pm 5\%$ 内的中子星半径精确测量，有望带来有用信息。