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自GW170817以来利用中子星观测约束核对称能的进展

核理论 2021-06-08 v2 高能天体物理现象 核实验

摘要

自GW170817以来中子星的新观测数据有助于增进我们对核对称能尤其是高密度下核对称能的认识。我们特别了解到:(1) 来自24项新分析的核物质饱和密度 ρ0\rho_0 处核对称能的斜率参数 LL 在68%置信水平下约为 L57.7±19L\approx 57.7\pm 19 MeV,与其基准值一致;(2) 来自16项新分析的曲率 KsymK_{\rm{sym}} 约为 Ksym107±88K_{\rm{sym}}\approx -107\pm 88 MeV;(3) 在 2ρ02\rho_0 处核对称能的大小,即 Esym(2ρ0)51±13E_{\rm{sym}}(2\rho_0)\approx 51\pm 13 MeV(68%置信水平),已从9项中子星观测新分析中提取,与早期重离子反应分析及最先进核多体理论的最新预测一致;(4) 虽然来自典型中子星的可用数据未能对约 2ρ02\rho_0 以上密度的核对称能给出严格约束,但NICER对PSR J0740+6620(质量 2.08±0.072.08\pm 0.07 MM_{\odot}、半径 R=12.216.3R=12.2-16.3 km,68%置信水平)最近观测所得的下半径边界 R2.01=12.2R_{2.01}=12.2 km,为 2ρ02\rho_0 以上密度的核对称能设定了严格下限;(5) 利用包含一阶强子-夸克相变的模型、基于典型中子星观测对核对称能所作的贝叶斯推断表明,该相变使 LLKsymK_{\rm{sym}} 均明显移向更高值,但伴随更大不确定性;(6) 核对称能的高密度行为显著影响旋转支撑GW190814次级分量(质量(2.50-2.67) MM_{\odot},迄今发现最快且质量最大的脉冲星)所需的最小频率。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.04629,
  title  = {Progress in Constraining Nuclear Symmetry Energy Using Neutron Star Observables Since GW170817},
  author = {Bao-An Li and Bao-Jun Cai and Wen-Jie Xie and Nai-Bo Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.04629},
  year   = {2021}
}

备注

Published version with added discussions and references