超子-超子相互作用强度对热中子星内强子-夸克相变的影响

在RMFT和MIT口袋模型的框架内研究了超子-超子(YY)相互作用强度对中子星物质内强子-夸克相变的影响.研究发现,中子星内强子-夸克相变与YY相互作用强度是有关联的.弱YY相互作用使得中子星内更容易发生强子-夸克相变.强YY相互作用则使得中子星内超子含量增多.温度升高,YY相互作用强度的影响会减弱.     

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.     

中子星向夸克星发生相变的可能性

本文对中子星及 MIT 袋模型的夸克星的每一强子能量进行了探讨,从而得出中子星向夸克里发生相变的可能性,并提出相变时放出的能量是超新星再爆发的一种可能的能源机制.     

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.      

超新星中夸克相变的u,d夸克质量效应

 分析了超新星中从两味夸克物质到奇异夸克物质相变的u,d夸克质量作用,研究表明,相变平衡后,u,d夸克质量对夸克丰度、温度和中微子总能量的影响不大.在分析相变过程时,u,d夸克的质量可以忽略.进一步表明,夸克味(u,d)不是好的量子相变参量.光子的夸克结构模型也得到了支持.     

脉冲星与夸克星

简要地回顾了脉冲星、中子星和夸克星的研究历史;总结了当前(特别是笔者所在研究小组)对于夸克星研究的进展并指出所面临的主要问题,特别讨论了区分普通中子星和夸克星的可能途径;给出了一些夸克星候选体以及未来可能的观测检验。     

超密物质夸克集团相的状态方程

本文在文献[1]的基础上,导出了超密物质夸克集团相的状态方程,并讨论了中子相到夸克集团相的相变。     

粒子结构中的各种相变和非平衡态统计模型

本文首先简述了粒子结构中已知的各种相变及其理论.然后推广粒子的统计模型为非平衡态统计模型,并用于粒子内部结构.由此粒子在碰撞等条件下内部可以形成有序的对称性夸克.我们还结合分支和推广的混沌理论作了一些数学讨论.最后,我们认为可能存在泡利不相容原理不成立这种新的相.     

电场背景下强相互作用物质的手征相变

从具有两个味道、超出平均场近似的NJL模型出发,使用OPT方法研究了在有限温度和化学势下,匀强电场对强相互作用物质手征相变的影响.结果表明,电场的增强使夸克的有效质量和夸克凝聚减小,系统从手征对称性自发破缺相连续转变为手征对称性恢复相.电场增强导致u,d夸克凝聚的劈裂变大.随着电场增强,有效质量和夸克凝聚对化学势和温度的敏感性降低.OPT方法下得到的手征相变定性结论与平均场近似下的计算结果一致.     

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.     

在脉冲星的观测证据中寻找夸克解禁态

简述了中子星结构、组成、演化的理论研究以及相关的观测进展,对演化后期孤立毫秒脉冲星和处于双星系统中的脉冲星可能存在夸克解禁和夸克重囚禁的现象进行了理论上和观测证据上的探讨。认为双星系统中的脉冲星可能会由于条件不同,会分别出现夸克解禁和夸克重囚禁的现象。     

三种味道夸克下的Roberge-Weiss相变及手征恢复

本文利用有效模型研究三种味道夸克下的Roberge-Weiss(RW)相变及其与手征恢复的关系,在相图中同时考虑了轻夸克和奇异夸克的手征恢复线.通过数值分析发现,与轻夸克相比,奇异夸克的手征恢复线对RW相变更加敏感.此外,也讨论了相图中的退禁闭相变线.     

Δ共振态存在于中子星内部的可能性探讨

本文通过相对论平均场理论和Tolman-Oppenheimer-Volkoff方程来研究中子星的微观和宏观性质。与最新的脉冲星J1614-2230的观测数据作比照,可以发现除了传统的中子星物质外,Δ共振态中的Δ-和Δ0粒子也很可能大量存在于PSR J1614-2230的内部。另外,也进一步探讨了Δ共振态对中子星所产生的影响。     

奇异夸克物质:从奇异子到奇异星

奇异夸克物质是量子色动力学预言的一种新型物质,由数量大致相同的u,d,s夸克和少量的电子组成.在20世纪七八十年代,Witten和Bodmer等人推测奇异夸克物质可能是强相互作用的真正基态.如果这个推测成立,那么必然存在由奇异夸克物质组成的集团结构,如奇异子和奇异星等.本文介绍奇异夸克物质的研究背景,在此基础之上,探讨奇异子和奇异星理论研究和实验探索的进展.为了更准确地描述奇异夸克物质集团的性质,本文应用夸克集团统一模型研究了从奇异子到奇异星各类不同大小的奇异夸克物质集团.发现奇异夸克物质集团的平均重子能量随重子数的增大而减小,并且其夸克核心部分的比电荷比之前理论计算得到的数值大.在核心表面处,还存在带负电粒子的一个电势阱,有可能为奇异夸克物质的探测提供新的线索.对于旋转的奇异星,由带电夸克核心转动所产生的磁场接近于脉冲星的磁场强度.     

包含Δ共振态的核物质

在相对论平均场理论框架下研究了包括Δ共振态核物 质的状态方程. 研究表明, 随着Δ粒子相对数密度的增加, 饱和点处的结合能下降, 并向总粒子数密度增加方向移动, 状态方程逐渐变软. 结果表明, 包括Δ粒子的中子星物质是中子星一个可能的相结构.     

RHIC能区夸克物质性质和QCD相结构的实验研究

本文讨论了RHIC-STAR相对论重离子碰撞实验近年来重要的结果.主要包括高能重离子碰撞中夸克物质的集体运动性质和能量扫描实验中各阶集体流的研究,守恒荷的高阶矩与强相互作用相变临界点的探索,以及重味、奇异粒子和轻核产生的测量.我们发现STAR实验最高能量的重离子碰撞中形成了热化的夸克物质,多个信号表明当碰撞能量低于39 Ge V之时,可能进入了强相互作用相图的临界区.最后对未来重离子碰撞实验的运行计划和研究重点做了展望.     

编外粒子及可能存在的新物质态

从亚夸克物理中允许存在的编外粒子出发,探索了可能存在的双夸克态、双轻子态以及轻子型夸克等新物质态,给出了它们的结构性和SU(3)对称表示。     

较差转动中子星放大磁场的数值计算与分析

存在较大较差转动角速度的中子星会由于磁冻结效应扭曲内部的径向磁场线,放大出一个超过1013T的环向磁场.这个环向磁场的磁浮力大于与其耦合的粒子的重力,能够携带物质冲出中子星外壳,形成喷发.基于此效应提出了较差转动中子星作为伽马射线暴(GRB)和伽马射线暴早期余辉中X射线耀发能源的两个模型,在不同的初始条件下做了数值计算和分析.根据计算得到的环向磁场的放大速度以及初始条件,指出了这两个模型存在的缺陷,最后提出较差转动中子星可作为快速射电暴(FRB)的能量来源.     

中子星中强子-夸克的相变

给出一个研究由强子相到夸克相相变的简单模型,并定性分析了奇异星与混合星的基本性质,计算结果在观测范围内.     

关于中子星物质中的K介子凝聚

介绍了K介子的产生,研究了KN相互作用与NN相互作用对K介子凝聚的影响,从核物质到CFL物质相变中K介子凝聚的性质,解释了超流夸克物质中的K介子行为.