核子物质的状态方程与中子星结构

使用变分链求和方法及新的 Argonne v18 两核子相互作用研究了稠密核子物质的性质与中子星结构。用该相互作用得到的中子星引力质量极限为 1.67 M_{solar}。对两核子相互作用的推进修正给出了 (v/c)^2 阶的主导相对论效应，三核子相互作用也包含在核哈密顿量中。它们的依次加入将质量极限提高到 1.80 和 2.20 M_{solar}。包含三核子相互作用的哈密顿量预言在中子星物质中于重子数密度 0.2 fm^{-3} 处发生向中性π凝聚相的相变。我们还研究了稠密核子物质具有夸克物质混合的可能性，使用袋模型状态方程描述。1.4 M_{solar} 的中子星其核心似乎没有夸克物质混合。然而，最重的恒星被预言具有由夸克与核子物质混合组成的核心。对于袋常数 B = 200 (122) MeV/fm^3，这些混合将中子星的最大质量从 2.20 降到 2.02 (1.91) M_{solar}。发现具有纯夸克物质核心的恒星是不稳定的。我们还考虑了在假定密度以上物质为最大不可压缩的可能性，并表明核力的现实模型将中子星最大质量限制在 2.5 M_{solar} 以下。讨论了相变对中子星物质组成及其绝热指数的影响。