非对称核物质中的超流相变与热配对涨落效应

我们研究了低质子分数（$Y_{\rm p} \le 0.2$）、与中子星内壳层及外核相关的非对称核物质在有限温度（$T$）和密度（$\rho$）下的超流相变。将针对两分量原子费米气体发展的强耦合理论推广至四分量情形，并应用于自旋-$1/2$的中子与质子系统。直至 $k = 2$ ${\rm fm}^{-1}$ 的中子-中子（nn）、质子-质子（pp）与中子-质子（np）相互作用的经验相移由多秩可分势描述。我们表明：（i）在 $Y_{\rm p}=0$ 时中子超流临界温度 $T_{\rm c}^{\rm nn}$ 于低密度处与蒙特卡洛数据吻合良好，并在 $\rho/\rho_0 = 0.14$（$\rho_0=0.17$ fm$^{-3}$）处取最大值 $T_{\rm c}^{\rm nn}=1.68$ MeV；（ii）由于 np 配对涨落，质子超导临界温度 $T_{\rm c}^{\rm pp}$ 在 $Y_{\rm p} \le 0.2$ 的低密度处被显著抑制，并仅在 $\rho/\rho_0 = 0.70$ $(0.77)$（对应 $Y_p =0.1$ $(0.2)$）以上才开始超过 $T_{\rm c}^{\rm nn}$；（iii）氘核凝聚温度 $T_{\rm c}^{\rm d}$ 因两费米面的大失配而在 $Y_{\rm p}\le 0.2$ 时被抑制。