强磁场物理与磁星活动

我们探索了中子星内部从顺磁性到铁磁性的相变。由于中子星内部存在 $^3$P$_2$ 中子超流，它可以被视为一个磁偶极子系统。在背景磁场存在下，磁偶极子倾向于沿同一方向排列。在临界温度以下，会发生从顺磁性到铁磁性的相变。这为磁星的强磁场提供了一个便捷的解释。我们认为，磁星的磁场强度存在一个上限。磁星的最大场强约为 $(3.0-4.0)\times 10^{15}$ G。这可以通过进一步的研究直接检验。由于电子的超高费米能，磁星是不稳定的。朗道柱沿磁场方向变成一个非常长的圆柱体，但它非常窄，并且当 $B\gg B_{cr}$ 时，电子气的费米能为 $E_F(e)\approx40(B/B_{cr})^{1/4}$。当 $B\sim10^{15}$ G 时，$E_F(e)\approx90MeV$。因此，电子俘获过程 $e^-+p\to n+\nu_e$ 将迅速发生。这样，$^3$P$_2$ 库珀对将被高能出射中子迅速破坏。这将导致各向同性超流消失，进而由 $^3$P$_2$ 库珀对感生的磁场也将消失。这些能量将立即转化为热能，然后转化为X射线-软 $\gamma$ 射线的辐射能。我们可能得出结论：磁星的活动源于极强磁场中电子高费米能所引起的不稳定性。