量子核面食与核对称能

在中子星壳层和超新星环境中发现的致密核物质中，预期会自然出现复杂且奇特的核几何结构，这些结构统称为核面食。面食几何结构取决于平均重子密度、质子分数和温度，对于确定超新星和中子星壳层中物质的许多输运性质至关重要。使用一组自洽的微观核能量密度泛函，我们首次给出了在重子密度 $0.03 \leq \rho \leq 0.10$ fm$^{-3}$、质子分数 $0.05 \leq Y_p \leq 0.40$ 和零温度下面食相的大规模量子模拟结果。特别是，完全量子模拟使我们能够彻底研究核对称能在面食构型中的作用和影响。我们使用 Sky3D 代码，在三维笛卡尔网格上求解 Skyrme Hartree-Fock 方程。对于核相互作用，我们采用了最先进的 UNEDF1 参数化，该参数化是为研究大形变核而引入的，因此适用于核面食的研究。通过调节两个对当前可用实验数据不敏感的纯同位旋矢量可观测量，模拟了核对称能的密度依赖性。我们发现，为防止结果包含虚假壳效应并最小化有限尺寸效应，最少需要 $A=2000$ 的总核子数。我们发现中子星壳层中存在多种核面食几何结构，且结果强烈依赖于核对称能。随着质子分数的增加，核对称能的影响变得不那么显著。结果表明，$T=0$ MeV 下的量子核面食计算很容易陷入亚稳态，我们讨论了避免亚稳态解的可能补救措施。