致密核物质性质的研究及其在天体物理系统中的应用

本工作的亮点和主要结果可总结如下：(1) 我们利用手征sigma模型导出的冷核物质每核子能量，在核饱和密度1至4倍的密度范围内，与从重离子碰撞数据初步估计的结果吻合良好。(2) 对于高密度核物质系统，基于手征sigma模型，我们发现向夸克物质的严格一级相变并不被支持。当然，这并不排除二级相变。然而，我们尚未研究后一个问题。(3) 我们在非相对论方法中，考虑了有限尺寸效应（如表面和曲率），导出了包含 $u,~d$ 和 $s$ 夸克的奇异夸克物质以及非奇异夸克物质的有限块质量公式。我们发现，在实验中很可能形成可探测的大质量亚稳态奇异子。(4) 我们给出的 ($n,~p,~e$) 物质状态方程所预言的稳定中子星最大质量为太阳质量的2.59倍。相应的半径 ($R$)、壳层长度 ($\Delta$) 和表面红移比 ($\alpha$) 分别为14.03 $km$、1.0 $km$ 和0.674。最大转动惯量为 $4.79 \times 10^{45}~g~cm^{2}$。这些结果表明，我们的中子星物质状态方程相对“硬”。(5) 我们数值计算了二味和三味夸克物质的中微子发射率，并与Iwamoto给出的结果进行了比较。我们发现，当 $p_{f}(u)+p_{f}(e)-p_{f}(d(s))$ 与温度相当时，发射率比Iwamoto的结果小约两个数量级。我们将此归因于动量守恒对相空间的严格限制。