强子-夸克混合相的剪切模量
太阳与恒星天体物理
2013-06-18 v3 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
有可靠论据预言,在某些"中子"星的核心中可能存在强子-夸克混合相。该相形成一种晶格结构,其剪切模量由于高密度和电荷分离而高于壳层,即便考虑电荷屏蔽效应也是如此。这可能导致来自快速旋转中子星的强连续引力波辐射,以及与磁星耀变和脉冲星自转突变(glitch)相关的引力波暴。我们给出了混合相剪切模量的首次详细计算。我们用袋模型加一阶量子色动力学修正来描述夸克相,用相对论平均场模型(其参数由最重脉冲星所允许)来描述强子相。计算的大部分工作涉及通过维数延拓处理晶格的"意大利面相"(pasta phases),并给出一种计算包含德拜电荷屏蔽模型的维数延拓晶格求和的一般方法。我们计算了弹性模量张量的所有剪切分量,并对它们进行角度平均,以得到混合相为多晶情况下的有效(标量)剪切模量。我们还包括了来自改变单胞大小的贡献,这些贡献对于低维部分晶格的稳定性是必要的。稳定性还要求一个最小表面张力,通常为数十 MeV/fm,具体取决于状态方程。我们发现,在某些参数选择下,在最大质量稳定星的相当比例范围内,剪切模量可达 erg/cm 的若干倍,比首次估计高出两个数量级。
引用
@article{arxiv.1110.4650,
title = {Shear modulus of the hadron-quark mixed phase},
author = {Nathan K. Johnson-McDaniel and Benjamin J. Owen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.4650},
year = {2013}
}
备注
22 pages, 12 figures, version accepted by Phys. Rev. D, with the corrections to the shear modulus computation and Table I given in the erratum