$npe^{\pm}$ 气体的稳态平衡条件及其在天体物理中的应用

研究了有/无外中微子通量情况下，由中子、质子、电子、正电子和辐射场组成的混合气体（简称为 $npe^{\pm}$ 气体）的稳态平衡条件，并得到了描述高温（$T>10^9$K）下稳态平衡的广义化学势平衡方程 $\mu_n=\mu_p+C\mu_e$。为了简便起见，在中微子与反中微子透明的假设下，给出了系数 $C$ 的解析拟合公式。利用相应的平衡条件是估算稳态平衡 $npe^{\pm}$ 气体电子分数的一种简单方法。作为例子，我们将该方法应用于GRB吸积盘，并证明了当吸积率较低时，内部区域的成分近似处于平衡。对于存在外中微子通量的情况，我们计算了原中子星模型 M15-l1-r1 的中微子驱动风的初始电子分数。结果表明，当反弹后时间小于5秒时，改进的平衡条件使得电子分数较 $\mu_n=\mu_p+\mu_e$ 的情况显著降低，这可能对r-过程核合成有用。