强磁场对中子星壳层结构的影响

中子星内壳层是由原子核与其周围的自由中子气和电子气共存而构成的非均匀物质.天文观测表明部分中子星内部可能存在高达10~(18)G的强磁场.因此中子星的内壳层结构会受到强磁场的明显影响.本文采用相对论平均场理论描述核子间相互作用,并考虑了质子和中子的反常磁矩.利用Wigner-Seitz近似描述中子星内壳层中的非均匀分布物质,并采用自洽Thomas-Fermi近似方法处理在强磁场环境中WignerSeitz原胞内的核子以及电子分布,从而研究强磁场对中子星内壳层中的非均匀相结构以及壳核相变等性质的影响.计算结果表明,与无磁场情况相比,内壳层中非均匀物质的每核子结合能、原子核pasta相结构和壳核相变密度等性质在磁场B≤10~(17)G的环境中不会发生明显变化.而B≥10~(18)G的强磁场会对中子星内壳层中的pasta相结构产生重要影响,使各种pasta相的每核子结合能降低,非球形原子核出现的阈密度和壳核相变密度减小.随着磁场强度B的增加,球形Wigner-Seitz原胞的半径减小,同时原胞内的核子分布变得更加弥散.     

中子星强磁场形成的一种可能机制

中子星内部有很强的磁场,表面场强可达10~(12)Gs。这样强的磁场是物质处于什么状态形成的?最近不少作者提出超密态物质当密度充分高时会转变为由渐近自由的夸克构成的夸克相。现在我们建议:超密态物质的强子相与夸克相之间,还可能存在由非色单态夸克集团构成的夸克集团相。而中子星的核心部分可能处于夸克集团相。     

两类中子星之间的转变

在文献[1]中我们已经证明,可能存在两类中子星,由正常中于物态构成的正常中子星以及由反常中子物态构成的反常中子星。当星体质量M<0.8M_⊙时,正常中子星是稳定的,反之,当M>0.8M_⊙时,反常中子星稳定。还指出,在M>0.8M_⊙及M<0.8M_⊙两区域,分别还有亚稳的正常中子星及反常中子星,并估计,稳定星与亚稳星之间的能量差约为10~(-2)M,所以,当整个星体发生相变时能放出10~(52)尔格的能量,这恰恰是超新星爆发的能量量级。因     

壳模型研究~(10)Be和~(12)Be中的转动带结构

基于WBP和YSOX两种核子-核子相互作用,用壳模型计算研究了~(10)Be和~(12)Be的激发能谱.为了解激发态的结构性质,用轨道角动量分解方法对~(10)Be和~(12)Be的激发态波函数进行了分析,预言了可能存在的转动带结构.研究了中子数N=8壳层下~(10)Be和~(12)Be中的跨壳效应与转动带之间的关系,比较了WBP和YSOX两种相互作用计算结果的异同.此外,还研究了~(10)Be和~(12)Be核的转动特性.研究结果可为今后相关实验提供有用信息.     

利用不稳定原子核的衰变研究核物质对称能的性质

对称能可表征核物质中质子和中子的同位旋不对称效应,在核物理和天体物理方面都具有非常重要的作用,例如会对原子核的质量、奇特原子核的结构与性质、重离子核反应的物理机制、中子星的结构与成分和冷却过程等产生重要影响.目前人们对核物质对称能关于密度的依赖行为了解得还不够清楚,尤其是在高于饱和密度区域,对称能的性质还存在很大的不确定性.研究表明,除了二阶对称能,四阶对称能也会对中子星的冷却过程产生重要影响,也会影响到中子星壳的内侧边缘的具体位置等,进而影响到中子星的结构性质.利用Hugenholz-van Hove(HVH)基本定理,对称能的性质可以直接与核子单粒子势联系起来.不稳定原子核的衰变可以用于提取核子单粒子势的相关性质,也可以用于研究核物质对称能的密度依赖行为.     

哪些恒星有超强磁场

恒星中既有超高密度的白矮星、中子星,又有超真空状态的红巨星;既有超高温度的蓝巨星,也有温度极低的黑矮星.有的天体表面具有超强引力场,甚至连光都不能脱离它的引力场的束缚.而有些恒星表面还具有超强磁场,其磁场之强,远远超过人类目前所能制造的最强磁场的上千万倍!     

人体中的微弱磁场

人和生物体中的生物电流会产生微弱的磁场,例如人的心脏收缩舒张会产生约10~(-5)～10(-6)高斯的心磁场,人受到光线、声音或电等刺激时会在人脑部产生约10~(-8)～10(-9)高斯的脑磁场或称(脑)神经磁场。这些心磁场和脑磁场随时间变化的曲线称为心磁图(MCG)和脑磁图(MEG),与心电图(ECG)和脑电图(EEG)很相似。测量和研究人的心磁图、脑磁图和人体中其他部分(如肌肉、肺部等)的磁场,对于了解一些生理活动和病变机制很有帮     

X射线中子星磁场衰减

中子星磁场的起源与演化是当前讨论热点.近年发现X射线中子星磁场衰减与吸积质量成反关系,于是Shibazaki等提出了场衰减经验公式.本文从理论模型出发,推出这个反关系和经验公式,并给出场-周期关系.     

脉冲星的能量损失和年龄估计

自从六十年代发现脉冲星以来,在解释这种天体的理论模型方面,已取得大量的进展,Gold所提出的转动中子星模型已被广泛地接受,现在已很少有人怀疑脉冲星是一种中子星了。然而,在现行的中子星模型中有一些并未很好地确立的方面,也被普遍地接受。例如,一般认为,脉冲星的辐射可以用多极展开来描写,由此得到两个结果:1.如果中子星的辐射是纯偶极的,则其制动指数n=ω/必等于3;2.脉冲星年龄可以由其频率变化方程积分而求     

哪些恒星有超强磁场

恒星中既有超高密度的白矮星、中子星,又有超真空状态的红巨星;既有超高温度的蓝巨星,也有温度极低的黑矮星。有的天体表面具有超强引力场,甚至连光都不能脱离它的引力场的束缚。而有些恒星表面还具有超强磁场,其磁场之强,远远超过人类目前所能制造的最强磁场的上千万倍!     

一次单体雷暴云的穿云电场探测及云内电荷结构

自行设计制作了携带GPS的强电场探空系统, 可以获取探测路径上的电场垂直分量、温度、相对湿度和GPS定位数据. 2008年夏季, 在地面大气平均电场仪以及一部X波段天气雷达的配合下, 在甘肃平凉地区进行了雷暴云内的电场探空实验, 获得了中国内陆高原地区雷暴云内的电场廓线资料. 通过对一次过顶雷暴活跃阶段的探空资料分析, 表明在雷暴云及其下边界存在4个电荷区域: 在海拔高度4.3~4.5 km之间(云底)存在一个负屏蔽电荷层; 在4.5~5.3 km存在一个正电荷区, 对应3~2℃温度层; 在5.4~6.6 km存在一个负电荷区, 对应温度–3~–10℃; 在6.7~7.2 km存在一个正电荷区, 对应温度–11~–14℃. 本文提供的观测结果支持中国内陆高原地区雷暴云内(0℃层之上)存在三极性电荷结构, 但下部正电荷区较正常三极性结构要强的结论.     

磁星大爆发 点亮银河系

2004年12月27日,一次极为猛烈的伽玛射线爆发淹没了银河系中所有其他恒星的光辉。这次大爆发历时仅1/10秒,但释放的能量却比太阳在10万-20万年里释放出的能量还多。这次爆发源于一颗直径只有20千米的磁星——“SGR 1806-20”的爆炸。“SGR 1806-20”是目前已知的大约10颗磁星之一,磁星是拥有超强磁场的中子星(中子星是全部由中子构成的星球)。“SGR 1806-20”位于人马座,距离地球大约50000光年。科学家现在     

以E为广义坐标的电磁场的拉氏泛函

电磁场的拉格朗日函数通常是采用标势■和矢势A作为广义坐标的.但由于出现在麦克斯韦方程组中的场量不是(?)和A,而是电场E和磁场B,因而也可以考虑直接采用电磁场矢量来构造电磁场的拉格朗日函数.这里我们给出一个以电场E 为广义坐标、E 为广义速度的无源电磁场的拉格朗日泛函.从这个泛函定义     

低温低氧压下激光法在金属基底上沉积高温超导薄膜的缓冲层钇稳定氧化锆

制备高临界电流J_c的高温超导线材与带材是高温超导走向强电应用的重要课题.与Bi系及T1系相比,YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)的不可逆线低,在液氮温区仍有很强的钉扎力.YBa_2Cu_3O_(7-δ)已在单晶基片上生长出很高质量的薄膜,J.高达(5～6)×10~6A/cm~2.但是单晶基底对强电应用是不利的,为了使YBCO薄膜的优良性能应用于带材,必须把YBCO沉积到可弯曲并且便宜的金属基底上.为防止金属基底与YBCO之间的扩散反应,用钇稳定氧化锆(YSZ)做缓冲层.但是用这种薄膜沉积法得到的带材由于不是外延生长,J_c为 10~3～10~4A/cm~2.近来人们用离子束辅助沉积法(IBAD)在金属基底上得到具有平面内织构的YSZ缓冲层,并在其上外延生长出J_c达到 10~6A/cm~2的YBCO薄膜,这使得IBAD薄膜法成     

交叉电、磁场中铯原子里德伯态结构的初步实验研究

里德伯态原子外场特性由于其重要的学术价值和应用前景,多年来一直是原子物理研究的前沿.目前这一研究的重心逐步转移到外电场和外磁场同时作用(联合场)的情况.尤其是当电场和磁场相互垂直交叉时,原子作用势的对称性遭到严重破坏,使问题更趋复杂.已有的理论研究指出,在交叉场中有可能出现“双势阱原子”,即价电子被囚禁于离核很远的另一势阱中的一种特殊原子,这就更增加了对这一问题研究的兴趣.然而,交叉场问题虽已有     

拖动时空

最近，研究人员在《天体物理杂志》上报道说，快速自旋的中子星所发出的Ｘ射线表明，这些中子星在旋转时，也在拖着它周围的时空结构一起旋转。阿姆斯特丹大学的皮特·琼克（Ｐｅｔｅｒ Ｊｏｎｋｅｒ）和他的同事们利用美国航空航天局（ＮＡＳＡ）的罗西Ｘ射线定时探测器发现了上述的Ｘ射线。 中子星是大质量星体在超爆发后留下的灰烬。中子星具有与太阳相同的质量，但是其直径只有１０英里，因此它具有强大的引力。 琼克所研究的中子星都是处于一种双星系统中，在这种系统中，中子星与普通的星互相绕着转动。中子星强大的引力把气体从与它…     

聚合物电解质包裹金核银壳纳米棒制备双模式光学细胞成像探针

报道了一种新型的荧光及表面增强拉曼散射(SERS)双模式光学成像探针. 该探针以金核银壳纳米棒为SERS增强基底, 其表面标记拉曼分子产生SERS信号. 随后通过层层吸附的方法在标记了拉曼分子的金核银壳纳米棒表面包裹聚合物电解质. 最后在聚合物电解质层上连接异硫氰酸荧光素产生荧光信号. 将探针置入HeLa细胞, 实现了荧光、SERS双模式成像. 该探针具有以下优点: (1) 能产生荧光、SERS两种信号, 实现双模式光学成像; (2) 金核银壳纳米棒具有优异的SERS增强能力, 使得探针进入活细胞后仍能提供高信噪比的SERS信号; (3) 聚合物电解质在形成隔离层避免荧光信号被金属淬灭的同时, 提高了探针的生物兼容性. 这种双模式光学成像探针在药物输运和肿瘤靶向等研究中具有重大的应用前景.     

从海水中回收金属

海水的起源距今约45亿年前,因宇宙空间群星的凝结而诞生了地球。之后因放射性物质放出的热,使地球内部热起来。诞生后经过约10亿年后,因地球内部的高温而熔化的熔石就流出地球表面,从而开始生成了地壳。这种熔岩含有水和气体,流出的时间长达35亿年之久,积蓄起来的熔岩就是现在的海和大气的基础,这就是现在对海起源的定论。这样形成的海,其面积约3亿6000万km~2,约占地球表面的70％,平均深度3.8km,全部海水的质量据说有1.4×10~(18)t。地球的全部质量是6000×10~(18)t,地壳的质量是25×10~(18)t,海的质量是约相当于地球质量的四千分之一,即约为1.4×10~(18)t,约相当于地壳质     

天体的磁场是如何维持的——介绍中国学者的一种新理论

太阳以及其他许多恒星都存在磁场,有的磁场还相当强。从统计上推断,天体磁场存在的时间尺度和天体的年龄同数量级。众所周知,天体的磁场如无源补充的话,会因欧姆阻尼耗散而衰减,最后磁场消失。以地球为例,磁场的欧姆阻尼耗散时间约为10~4年,而古地     

磁场下K_4[Fe(CN)_6]·3H_2O的穆斯堡尔谱

用~57Co/Pd单线放射源,在室温下测得了K_4[Fe-(CN)_6]·3H_2O在外磁场中的M(?)ssbauer谱。实验中吸收体K_4[Fe(CN)_6]·3H_2O(A. R. 级)被置于磁场方向与r射线垂直的外磁场中。 K_4[Fe(CN)_6]·3H_2O中的Fe~(2 )处于O_h对称性的配体场中,其电子构型为t_(2g)~6e_g~0因而晶体场和价电子对电场梯度的贡献均为零,在没有外加磁场的情况下,其M(?)ssbauer谱呈单线吸收。