用于核 pasta Hartree-Fock 计算的 twist 平均边界条件

背景：存在于中子星内壳中的核 pasta 相，与在亚饱和密度下排列成规则形状的核子物质相关。这些复杂的相存在于约 100 米厚的层中，影响中子星的许多特征。核 pasta 的理论量子力学模拟通常在假设周期性边界条件（PBC）的有限三维盒子中进行。所得解受到伪有限尺寸效应的影响。目的：为了消除伪有限尺寸效应，采用在凝聚态、核物质和格点 QCD 应用中使用的 twist 平均边界条件（TABC）是方便的。在本工作中，我们研究了在核密度泛函理论框架内 TABC 在 pasta 相模拟中的有效性。方法：我们通过实现 Bloch 边界条件在三维中进行 Skyrme-Hartree-Fock 计算。TABC 平均是通过在 twist 角上使用 Gauss-Legendre 积分获得的。结果：我们对自由核子气体进行了 TABC 基准测试，并将其应用于简单情况（如柱状相和板状相），以及更复杂的 P-surface 相和螺旋面相。结论：我们证明，通过应用 TABC，可以在相对较小的体积中进行的计算中获得可靠的结果。通过研究对总能量的各种贡献，我们获得了对中等密度范围内 pasta 相的深入理解。