基于变分原理的中子星相对论有限温度多流体流体力学
高能天体物理现象
2020-09-14 v5
摘要
我们基于 Carter 的对流变分方法，发展了适用于描述有限温度中子星核心的相对论多流体动力学。该模型包含七种流体，分别考虑正常与超流体/超导的中子和质子、轻子（电子与缪子）以及熵。我们将该表述与 Gusakov 及其合作者的非变分相对论多流体流体力学进行比较，并证明二者等价。在基本流体力学描述之后，我们逐步将涡线、磁通管、相互摩擦、涡旋钉扎、热传导与黏滞性纳入模型。随后在介观尺度考察该多流体系统，此时单个涡线与磁通管周围的流场至关重要；我们对这一介观理论取平均，以确定涡线/磁通管对宏观“有效”理论的详细贡献。该匹配程序取得了部分成功，尽管要使平均后的介观理论与宏观有效理论完全吻合，需舍弃次主导项。该匹配程序使我们能够以与凝聚态物理文献一致的方式解释中子星内部的磁 H 场，并澄清此解释与以往天体物理论著中的差异。
引用
@article{arxiv.2004.07468,
title = {Relativistic finite temperature multifluid hydrodynamics in a neutron star from a variational principle},
author = {Peter B. Rau and Ira Wasserman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.07468},
year = {2020}
}
备注
27 pages, version accepted by Physical Review D