超子排斥势和弱吸引势对中子星性质的影响

从相对论平均场理论出发,研究了不同超子势下,超子耦合常数对中子星性质的影响．对4种不同的超子势进行了计算,计算发现,∑强排斥势和Ξ的弱吸引势都将抑制超子的产生．作者通过对不同超子势的计算得到以下结果：∑排斥势越强,状态方程越硬,其所得中子星的最大质量越大．计算得到中子星的质量为1．32～1．45M⊙（M⊙为太阳质量）,与实际观测基本符合．     

超子同位旋相互作用对中子星性质的影响

作者从相对论平均场理论出发，考虑到核子、超子和介子的自由度，研究了不同∑超子同位旋相互作用对中子星性质的影响．经计算发现，大的三超子与ρ介子耦合常数对中子星中∑^-超子的出现有抑制作用，当该耦合常数超过1．4时，不会有∑^-出现，同时其它超子(比如∧，虽Е^-等)则在更小的密度下生成．该同位旋耦合常数亦对中子星物质的状态方程有影响，耦合常数越大，状态方程越硬，得到的中子星的最大质量越大．由计算结果得中子星的最大质量为1．3～1．4M⊙(M⊙为太阳质量)，与观测结果基本相符。     

超子耦合常数对中子星性质的影响

采用相对论平均场理论(RMFT)下的GL85参数组,在考虑超子(Λ,Σ+,Σ0,Σ-,Ξ0,Ξ-)自由度下,研究超子耦合常数的选取对中子星内粒子数密度分布、状态方程及质量-半径关系的影响.结果表明:随着超子耦合常数的增大,超子Σ-的出现密度增大,其他超子(Λ,Σ+,Σ0,Ξ0,Ξ-)的出现密度变小,状态方程变硬,中子星的引力质量变大而半径变小;当超子耦合常数从0.4增大到1.0时,中子星质量从1.36M⊙(M⊙=1.99×1030kg为太阳质量)增大到1.97M⊙,相应的半径由12.1km减小到11.3km.并得到与中子星质量下限(1.4M⊙)对应的超子耦合常数值.     

流夸克质量对混合星性质的影响

利用强子物质的相对论平均场理论和夸克物质的有效质量口袋模型, 研究流夸克质量的选取对混合星性质的影响. 结果表明, 随着流夸克质量的增大, 强子\|夸克相变使密度变大, 超子种类变多, 混合相区域的状态方程变硬, 中子星的最大质量及半径变大. 当奇异流夸克质量由90 MeV增到200 MeV时, 混合星最大质量由1.4 M⊙增至1.63 M⊙（M⊙=1.99×1030kg为太阳质量）, 半径由10.24 km增至11.64 km.      

CFL色超导能隙对混合星性质的影响

用相对论平均场理论(RMFT)描述强子物质, 用MIT口袋模型描述色味锁闭(CFL)色超导夸克物质, 用GL85,GL1和NL3参数组考察CFL色超导能隙（Δ）对混合星性质的影响. 结果表明: 随着Δ的增加, 混合星的最大质量和半径分布在3个区域, 强子星区（Δ<76 MeV）、 中间相变过渡区域（76 MeV≤Δ<160 MeV）与CFL色超导夸克星区（160 MeV≤Δ≤200 MeV）; 随着Δ的增加, 混合星内强子 CFL夸克相变的相变密度变小, 相变区域变窄, 状态方程（EOS）先变软后变硬, 星体的最大质量先减小后增加; GL85和GL1参数组研究 CFL色超导能隙对混合星性质的影响规律一致; NL3参数组在较小能隙（Δ<30 MeV）可获得PSR J1614 2230中子星.     

RMF中有效相互作用对有限温度中子星性质的影响

从相对论平均场（Relativistic Mean Field,RMF）理论出发,考虑核子、超子和介子的相互作用,研究了一定温度（T=20 MeV）下,各种不同相互作用参数组（DDME1、TW99、NL2、TM1、TM2、GL85和GL97）对中子星物质的粒子组成、状态方程和质量等的影响.发现在不同参数组下,相对论平均场对中子星性质和整体结构的描述有所不同.其中DDME1和TW99计算的结果基本相同,它们给出较强的介子场势、较小的超子转变密度、较硬的物态方程和较大的质量极限;而GL97、 TM1和GL85     

超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响

利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ,Σ-,Σ0,+,Ξ-,Ξ0}, 研究了超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响. 研究发现：作为中心能量密度函数的引力红移随中心能量密度的增大而增大,并且它对超子耦合参数较敏感.对于不考虑超子的情形,引力红移最大.同时作为质量函数的引力红移对超子耦合参数也较敏感;我们的计算结果间接地被证明与天文观测相符. 研究还发现,作为M/R函数的引力红移对超子耦合参数不敏感.     

相对论平均场理论下包含强超子-超子相互作用的热中子星

在相对论平均场的框架内研究有限温度下包含强超子-超子（YY）相互作用的中子星性质．结果表明，无论是否包含强YY相互作用，中子星物质的性质随温度变化的趋势都是一样的．随着温度升高，超子出现的临界密度会降低，超子丰度也会增加．在低密度和高密度区域，状态方程随着温度的增加而变硬；但在中间密度区域，状态方程随着温度的增加而变软．较高温度的中子星物质将会拥有较大的最大质量．     

核子耦合参数对中子星中超子相的影响

中子星中超子的出现以及超子的比例对中子星的性质具有重要影响,不同的核子相互作用模型如何影响中子星中的超子是一个重要物理问题.从相对论平均场理论出发,选取不同核子耦合参数,计算了中子星中超子的数密度,发现不同类核子耦合参数对中子星中超子出现和中子星向超子星转变的转变密度有不同影响,而且核子相互作用的σ介子势和ω介子势影响显著,而ρ介子势影响较小.这些结果对大质量中子星性质的理论研究具有重要参考价值.     

温度对前中子星物质的影响

在相对论平均场框架内研究温度对包含δ介子的热前中子星物质的影响.温度对前中子星物质的影响趋势与是否包含δ介子无关.温度升高：（1）超子出现的临界密度降低;（2）低密度处超子丰度增加;（3）高密度区域内中微子丰度增加;（4）状态方程在低密度区域变硬而在高密度区域变软.同时,温度升高,前中子星的最大质量及其对应的半径都会增加.如果前中子星物质内包含了夸克相,温度升高,强子夸克相变开始和结束的临界密度都会提前.     

A two-solar-mass neutron star measured using Shapiro delay

Neutron stars are composed of the densest form of matter known to exist in our Universe, the composition and properties of which are still theoretically uncertain. Measurements of the masses or radii of these objects can strongly constrain the neutron star matter equation of state and rule out theoretical models of their composition. The observed range of neutron star masses, however, has hitherto been too narrow to rule out many predictions of 'exotic' non-nucleonic components. The Shapiro delay is a general-relativistic increase in light travel time through the curved space-time near a massive body. For highly inclined (nearly edge-on) binary millisecond radio pulsar systems, this effect allows us to infer the masses of both the neutron star and its binary companion to high precision. Here we present radio timing observations of the binary millisecond pulsar J1614-2230 that show a strong Shapiro delay signature. We calculate the pulsar mass to be (1.97?±?0.04)M(⊙), which rules out almost all currently proposed hyperon or boson condensate equations of state (M(⊙), solar mass). Quark matter can support a star this massive only if the quarks are strongly interacting and are therefore not 'free' quarks.     

Direct Urca processes involving hyperons in neutron star matter

The presence of the isovector scalar interaction in neutron star matter is considered by exchangingδmeson;we study the effects ofδmesons on the direct Urca processes involving hyperons.The calculation is based on the framework of the relativistic mean field theory.By our analysis,the hyperon direct Urca processes under beta equilibrium are open at lower densities due toδmesons,which create a larger energy gap between two baryons in the reactions.Theδmeson leads to an obvious enhancement of the neutrino emissivity for the hyperon direct Urca processes.In particular,the relativistic neutrino emissivity is found to be substantially larger than predicted in the nonrelativistic approach whetherδmesons appear in an neutron star or not.In our results,δmesons not only change the baryons properties,but also result in more rapid cooling rate of neutron stars by hyperon direct Urca processes.     

引力子质量对中子星I-Q关系的修正

近年来,研究发现中子星的转动惯量I和四极矩Q存在着一个关系式,即I-Q关系.而且,该关系式不依赖于中子星内部的物态方程,与引力理论相关.因此,对该关系式的研究可用来检验引力理论.de Rham-GabadadzeTolley(dRGT)massive gravity是一种自洽的引力子静止质量不为零的修正引力理论,是目前国际引力理论研究的热点.本论文主要基于该修正引力理论,在慢速旋转近似下,利用多方指数n=0的物态方程,计算了dRGT massive gravity中牛顿极限下的I-Q关系.我们将dRGT massive gravity与爱因斯坦引力中的I-Q关系进行比较,发现引力子质量不会影响I与Q的平方之间无量纲化后的正比关系,但会改变其比例系数.