重新审视微扰QCD对中子星性质的限制

Dake Zhou

重新审视微扰QCD对中子星性质的限制

高能天体物理现象 2024-12-24 v4 高能物理 - 唯象学核理论

作者: Dake Zhou

摘要

我们仔细考察了微扰QCD (pQCD) 计算对中子星的影响。虽然在重子化学势 $\mu_B\simeq2.4$ GeV 以上的 pQCD 计算展示了排除大范围中子星状态方程 (EOSs) 的潜力，但此类限制仅影响 Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) 极限附近质量最大的中子星，导致其与当前或预期的天体物理界限正交。在最具限制性的情形下，pQCD 考量倾向于与质量最大中子星相关的高 $\mu_B$ 处声速平方 $C_s$ 的低值，但几乎不改变对半径和潮汐形变能力的预测。如果中子星内部声速平方最大值不超过约 $C_{s,\mathrm{max}}\simeq0.5$ ，或者 pQCD 在 $\mu_B\simeq2.9$ GeV 以下失效，则此类考量变得无关紧要。此外，巨大的 pQCD 不确定性目前排除了对中子星 EOS 的任何有意义限制。有趣的是，如果 pQCD 在约 $\mu_B\simeq2.5$ GeV 处对压力的预测被精炼并发现偏低 ( $\lesssim 1.5$ GeV/fm $^3$ )，那么软中子星内核 EOS 的证据结合两颗太阳质量脉冲星的存在，将指示在中子星密度之上存在色超导。我们指出，两颗太阳质量脉冲星对此非微扰效应施加了稳健的上界，并要求在 $\mu_B\simeq2.5$ GeV 处配对能隙小于 $\Delta_\mathrm{CFL}\lesssim500$ MeV。

关键词

中子星微扰QCD 状态方程 TOV极限色超导潮汐形变能力声速

引用

@article{arxiv.2307.11125,
  title  = {Reexamining constraints on neutron star properties from perturbative QCD},
  author = {Dake Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.11125},
  year   = {2024}
}

备注

clarifies the relation between the integral constraint and pressure-based bounds; published version

重新审视微扰QCD对中子星性质的限制

摘要

关键词

引用

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