相对论平均场对热中子星性质的描述

摘要

中子星是超新星爆发的产物。中子星提供了远远超出地球实验室所能达到的极端条件，将核物理过程和天体物理观测联系了起来。要确定中子星的性质，如质量、质量一半径关系和冷却速度等，关键的是要清楚了解中子星物质的状态方程。一个可能的方法是将现有理论外推用来描述中子星性质。相对论平均场理论成功的描述了正常核物质的性质和大量有限核的单粒子性质。本论文从考虑了核子、超子和介子的相对论平均场理论出发，针对不同情况对热中子星(也叫前身中子星)性质进行研究。 理论上研究热中子星内粒子的分布和比例，可以得到其演化性质，反过来，热中子星的演化过程可能提供其内部结构信息。因此在第二章中，利用温度相关的相对论平均场理论对热中子星的状态方程和性质进行了研究。利用各种相互作用参数(NL2、TM1、TM2、DDME1、TW99、GL85、GL97)对T=20Mev中子星进行研究，分析比较了各种参数组的结果；同时还利用GL85参数组研究了中子星各种性质随温度的变化情况。结果表明，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。并且，中子星的状态方程随温度升高而变“硬”，而且温度越高，中子星的状态方程越“硬”，中子星的极限质量也随温度升高而增大。 研究了中微子束缚的熵效应。着重讨论了中微子束缚的熵效应对只有核子组成的和有超子出现的前身中子星的影响。其中每重子熵从0到2进行变化。结果表明，熵效应对中子星性质和状态方程的影响远小于超子自由度对中子星性质的影响。 研究了σ<'*>和φ介子对S=1中子星物质的影响，分析比较了考虑σ<'*>，φ介子的情况与不考虑σ<'*>，φ介子的情况。发现在一定熵下，由于介子σ<'*>，φ的贡献，超子的相对数密度增大，超子星的转变密度ρ<,OH>减小，物态方程变软，中子星的最大质量减小而相应的半径增大，中心重子数密度、中心能量密度和中心压强也相应有所降低。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1超新星爆发生成中子星

1.2中子星的观测

1.3中子星物质及其理论研究

1.4相对论平均场近似理论的建立

1.5国内外研究现状

第2章RMF中各种有效相互作用对前身中子星性质的影响

2.1引言

2.2有限温度下的相对论平均场理论

2.3计算结果与讨论

2.4小结

第3章中微子束缚的熵效应研究

3.1引言

3.2理论模型

3.2.1化学平衡

3.2.2状态方程

3.3计算结果与讨论

3.4小结

第4章(σ)和(φ)介子对S=1中子星物质的影响

4.1引言

4.2理论模型

4.3计算结果与讨论

4.4小结

总结和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文