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．     

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.     

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.     

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。     

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．     

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．     

中子星中的超子相

本文一方面采用相对论平均场理论来研究超子Λ、∑和≡对中子星的粒子分布、质量半径关系等方面性质的影响。另一方面,又从弱相互作用理论出发,讨论超子如何改变直接Urca过程的发生范围和中微子发射率,进而研究超子对中子星冷却性质的影响。结果表明,超子对中子星的影响是复杂的、多方面的、且不可忽略的。     

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.     

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.     

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。     

超子同位旋相互作用能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^-,Σ⁰,Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰}, 研究了超子同位旋相互作用对超子星转变密度的影响. 结果表明: 考虑超子同位旋相互作用, 当x_ρΣ分别取2,1,2/3时, 超子星的转变密度逐渐降低; 当重子数密度取为超子星转变密度时, Λ和Ξ^-超子对超子星转变密度贡献最大, 二者之和约占总超子数的80％;  Ξ^-超子的数量随x_ρΣ的减小而降低,  Λ超子的数量分别占总超子数的34.2％,35.8％和33.8％.     

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.     

超子物理

评述了产生子的极化，重子八重的磁矩，弱辐射超子衰变，重子的半轻子衰变理论和实验的现状及待解决的问题。     

BESⅢ测量(日)(1530)-→γ(日)-的蒙特卡洛研究

基于BESⅢ合作组的离线软件框架BOSS,利用该合作组产生的1 225 M单举J/Ψ事例,研究在BESⅢ探测器上实现测量到超子辐射稀有衰变过程Ξ(1 530)-→γΞ-的分支比的可能性.以无信号事例的单举J/Ψ事例样本为背景样本,以纯信号蒙特卡罗事例为信号样本,控制信号事例,在分别假设观测到Ξ(1 530)-→γΞ-衰变过程信号显著水平为3σ和5σ的情况下,得到该衰变过程对应的分支比.     

反西格马负超子（Σ-）的发现前后

 因高能加速器建设滞后，中国粒子物理学科在发展早期只能开展理论研究、宇宙线观测或通过国际合作开展高能实验研究。多国合作的杜布纳联合原子核研究所的成立为中国高能物理发展创造了良机，反西格马负超子的发现更是中国物理学史上浓墨重彩的一笔。中国学者在杜布纳的系列科学成就，为此后中国亚原子物理发展奠定了重要的知识基础与人才基础。