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．     

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.     

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     

超子对中子星的影响

通过相对论平均场模型以及弱相互作用理论研究∑超子对中子星的影响。结果表明,∑超子对三种介子场均有影响,进而改变了中子星内部的粒子分布、质量——半径关系等。∑超子在冷却方面的效应更加明显,一方面,它们改变电子和肚子的直接Urca过程的发生范围,另一方面也使得中微子发射率大幅降低,因此∑超子可能并不利于中子星冷却。     

π介子凝聚对中子星物质的影响

在相对论平均场理论框架下研究了π^-介子凝聚对包括Δ共振态的中子星物质状态方程及其粒子分布的影响. 研究表明, π^-介子凝聚的存在对中子星物质的粒子分布有明显影响, 使Δ^-粒子出现推迟, Δ⁺粒子出现提前. π^-介子凝聚的出现还使中子星物质的状态方程变软. 尽管这种改变很小, 但这种变软的趋势仍具有重要的意义.     

大质量中子星可包含超子

在相对论平均场理论(RMFT)框架下考虑超子自由度, 用7个参数组计算中子星的质量, 并分析超子耦合常数对中子星最大质量的影响. 结果表明: 对应状态方程（EOS）较硬的3个参数组（NLSH,NL3,NL2）, 中子星的最大质量可达已观测到中子星PSR J0348+0432和PSR J1614-2230及双中子星合并GW170817中给出的质量, 即大质量中子星结构中可包含超子相； 随着超子耦合常数χ的增大, 状态方程变硬, 中子星最大质量增大； 当NLSH参数组的χ≥0.6时, 中子星最大质量均大于2M⊙（M⊙为太阳质量）. 因此, 合理选择状态方程较硬的参数组与较强超子耦合常数可获得大质量中子星.     

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．     

超子同位旋相互作用对中子星转动惯量的影响

 利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ, Σ^-, Σ⁰, Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰},研究了超子同位旋相互作用对中子星转动惯量的影响.研究发现:考虑到超子同位旋相互作用,当x_ρ 分别取2,1,2/3时,中子星的转动惯量依次减小,同一中子星质量以及当半径R>13.961km时同一中子星半径所对应的转动惯量也均依次减小;而当半径R<13.961km时,对同一中子星半径所对应的转动惯量来说,x_ρΣ=2/3对应的转动惯量最小,x_ρΣ=2所对应的较大,而x_ρΣ=1 相应的转动惯量最大.     

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.     

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.     

奇异介子对前身中子星转动惯量的影响

本文利用相对论平均场理论并考虑重子八重态{n,p,Λ,∑－,∑0,∑+,Ξ－,Ξ0},研究了σ*,φ介子对前身中子星转动惯量的影响. 研究发现：考虑到σ*,φ介子的贡献,σ0,ω0,ρ0介子的势场强度以及中子和电子的化学势都明显降低了.同时还发现,与不考虑σ*,φ介子的贡献时相比,前身中子星质量的最大值和转动惯量的最大值也都降低了,并且前者的减小量大于后者的减小量.     

相对论平均场理论中耦合常数gρ的确定与研究

 从相对论平均场理论出发,导出了ρ介子与核子的耦合参数gρ与饱和核物质密度ρ0、对称能量系数asym及核子有效质量m*之间的代数关系式; 由得到的公式对相对论平均场理论计算中曾用到的几组ρ介子耦合参数进行了分析。 采用NSCL/MSU给出的核子最新实验数据,对ρ介子与核子的耦合参数gρ进行了计算并做了初步讨论。     

ρ介子对中子星物态方程的影响

在相对论平均场理论框架内采用σ-ω-ρ模型进行数值计算,确定引入ρ介子对中子星能量密度和压强变化的影响,进而研究其对中子星壳层的物态方程的影响。计算结果表明:ρ介子使中子星能量密度随着重子数密度的增大而增大,同时压强也随着重子数密度的增大而变化更大更显著,从而使中子星的物态方程变硬。     

初生中子星星风中正反中微子的吸收反应截面

正反中微子的吸收反应截面是影响初生中子星演化的重要参量.改进了在初生中子星高温环境中任意简并条件下的中微子和反中微子被重子吸收截面的计算方法,同时综合考虑了能量动量守恒、磁场效应和重子（中子或质子）的热运动效应,得到更精确的中微子和反中微子吸收反应截面.结果对进一步研究星风中的中微子加热率、中微子输运过程中的不透明度、合理解释中子星的相关观测现象有重要作用.     

奇异原子能级与光学模型势

为进一步研究K^-介子原子和∑^-超子原子2类奇异原子中的相互作用和能量问题,基于二阶线性偏微分方程的差分数值解法求解了Klein-Gordon方程和Dirac方程,得到K介子原子和∑-超子原子的相应能级．其结果与实验数据的最大误差分别仅为-0．051％和0．035％,这表明光学模型势应用于奇异原予能级计算能够提高理论结果的准确性．此结果连同π^-原子、P原子的情况支持了Batty光学模型势在奇异原子中应用的正确性,进而表明核子间的强相互作用力为排斥力．     

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.     

The nonleptonic two body B decays involving a light tensor meson in final states

The nonleptonic two body \(B_{u,d,s,c}\) decays involving a light tensor meson in final states are studied in the perturbative QCD approach based on \(k_{\mathrm{T}}\) factorization. The decay modes with a tensor meson emitted, are prohibited in naive factorization, since the emission diagram with a tensor meson produced from vacuum is vanished. While contributions from the so-called hard scattering emission diagrams and annihilation type diagrams are important and calculable in the perturbative QCD approach. The branching ratios of most decays are in the range of \(10^{-4}\) – \(10^{-8}\) , which are bigger by 1 or 2 orders of magnitude than the predictions given by the naive factorization, but consistent with the predictions from the QCD factorization and the recent experimental measurements. We also give the predictions for the direct \(CP\) asymmetries, some of which are large enough for the future experiments to measure. We also find that, even with a small mixing angle, the mixing between \(f_2\) and \(f_2^{\prime }\) can bring remarkable changes to both branching ratios and the direct \(CP\) asymmetries for some decays involving \(f_2^{(\prime )}\) mesons. For decays with a vector meson and a tensor meson in final states, we predict a large percentage of transverse polarization contributions due to the contributions of the orbital angular momentum of the tensor mesons.     

An ultra-relativistic outflow from a neutron star accreting gas from a companion

Collimated relativistic outflows-also known as jets-are amongst the most energetic phenomena in the Universe. They are associated with supermassive black holes in distant active galactic nuclei, accreting stellar-mass black holes and neutron stars in binary systems and are believed to be responsible for gamma-ray bursts. The physics of these jets, however, remains something of a mystery in that their bulk velocities, compositions and energetics remain poorly determined. Here we report the discovery of an ultra-relativistic outflow from a neutron star accreting gas within a binary stellar system. The velocity of the outflow is comparable to the fastest-moving flows observed from active galactic nuclei, and its strength is modulated by the rate of accretion of material onto the neutron star. Shocks are energized further downstream in the flow, which are themselves moving at mildly relativistic bulk velocities and are the sites of the observed synchrotron emission from the jet. We conclude that the generation of highly relativistic outflows does not require properties that are unique to black holes, such as an event horizon.     

有限温度下强超子-超子相互作用对中子星的影响

文章在相对论平均场的框架内研究了有限温度下强超子-超子（YY）相互作用对中子星物质的影响．结果表明，包含强YY相互作用后，（1）星体会被进一步的超子化；（2）星体最大质量变小而相应的半径变大．另一方面，随着温度的升高，YY项对中子星物质的主要影响迅速减弱．在高于约46MeV时，强YY项在中子星里的效果是可以忽略的．     

自相互作用对超子星转变密度的影响

利用相对论平均场理论,考虑重子八重态｛n,p,Λ,Σ^-,Σ⁰,Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰｝, 研究了自相互作用对超子星转变密度的影响。研究发现:考虑到自相互作用的贡献,超子星的转变密度增大;超子Λ,Ξ^-,Σ^-和Ξ⁰出现时的重子数密度降低,而Σ⁰和Σ⁺超子出现时的重子数密度增加; 对于超子星转变密度,超子数密度贡献最大的是Λ和Ξ^-超子,占总超子数密度的80％以上;自相互作用的存在使得超子Ξ^-和Ξ⁰的贡献增大,而使Λ,Σ^-,Σ⁰和Σ⁺超子的贡献减小。