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非参数方程状态揭示中子星密度处的非仿射行为

高能天体物理现象 2026-05-12 v1 广义相对论与量子宇宙学 核理论

摘要

我们提出了一种非参数方法,用于从核殼持续到渐近自由范畴构建统计方程状态 (EOS)。在驱动因观察上需要的刚性硬化以支持两个太阳质量的中子星 (NS) 且相对较小的半径的低质量 NS 方面,這個全局熱力學約束暗示了大型 NSs 中声速平方 (cs2c_s^2) 的清晰峰值。為了防止超越 Perturbative QCD (pQCD) 能量密度限制,這種早期硬化必須透過軟化的擴展密度範圍來進行補償,cs2c_s^2 直到約 30nsat30 n_{\rm sat} 才不會接近 1/31/3。持續地,跡點異常 Δ1/3p/ϵ\Delta \equiv 1/3 - p/\epsilon 在 NS 密度之後變為正,並從上方逼近 pQCD 限制。這種 Δ>0\Delta > 0 的自然出現與一些預期的微物理學相一致,可能源於夸克-夸克混合相中的壓力稀釋、夸克-葡萄糠相互作用的非仿射 pQCD 修正,或有限異常夸克質量的對稱性破壞。通過測量後驗中此非單調行為的程度,我們發現有證據顯示最質量中子星核心存在夸克-核相變。這表明非彈性夸克物質本質上較軟,從根本上區別於與夸克星圖景相關的剛性情況。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.08584,
  title  = {Non-Parametric Equation of State Reveals Non-Conformal Behavior Beyond Neutron Star Densities},
  author = {Yong-Jia Huang and Shao-Peng Tang and Yi-Zhong Fan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.08584},
  year   = {2026}
}

备注

5 + 8 pages, 4 + 5 figures