固态夸克星星震模型的研究

摘要

类脉冲星天体（Pulsar-like）的发现为我们提供了一个天然的探索超核密度物质的独特实验室。脉冲星有着极其稳定的自转周期尤其是毫秒脉冲星，有些自转周期变换率达到10?19-10?21ss?1，被誉为自然界最稳定的钟，使得它们可用于计时，并可用于监测原子钟的长期稳定度。对脉冲星的研究还有助于探测引力波的存在证据。
　　脉冲星在1967年被首次发现，至今为止，人类在银河系中已发现了接近3000颗脉冲星。脉冲星可分为正常脉冲星、毫秒脉冲星和磁星三大类，我们区分三类脉冲星的主要参量依据是其自转周期的快慢以及脉冲星表面磁场的大小。脉冲星的理论解释有两种，一种认为脉冲星是高速旋转的中子星发出有规律的脉冲形成的，这类中子星具有极高的密度，可达1014 g/cm3，有高达1012G的磁场。另有一种可解释脉冲星组成成分的模型被称为奇异星，它完全是由奇异核子（可缩写为strangeons）所组成。
　　人们在观测脉冲星周期(P)和周期导数(˙P)的同时，发现了反常的周期突然变短(跃变)的现象，称为glitch[1]。目前，绝大多数的脉冲星仍然没有观测到周期跃变的现象，这些脉冲星在以后很长的时间内可能也观测不到跃变，因此脉冲星的跃变现象是很罕见并且不同寻常的。我们对已经观测到跃变的131颗跃变脉冲星及其400多个跃变进行了统计分析，对观测资料进行数据处理和分析后，给出了发生跃变的脉冲星各参数之间的关系图像。我们把到达时间噪声对位置测量精度的影响进行定量分析，发现到达时间噪声的典型时标的测量与任何自转参数都无关，反而与观测数据的总时间长度有关，这表明，对大多数脉冲星来说，这种现象的实际时标远大于这些观测的典型时标。
　　在文章中，我们还给出两种模型下脉冲星发生glitch的物理机制，即中子超流模型和星震模型，通过对Crab和Vela两颗脉冲星的数据进行模拟分析，得到结果表明，无论是大尺度的船帆座类脉冲星（Vela-like pulsars）还是小尺度的蟹状星云类脉冲星（Crab-like pulsars），都可以用不同星体表面发生碎裂瞬间其表面存在的不同惯性矩来得到很好的解释，具体表现为不同星体表面临界应力与奇异星表面剪切模量之间比值的不同。在与观测相比较的情况下，我们可以进一步推测有关固态奇异星的相关性质。

目录

1 绪论

1.1 脉冲星的发现

1.1.1 脉冲星的分类

1.1.2 脉冲星周期

1.2 脉冲星的进动

1.3 脉冲星在银河系中的分布

1.4 提出问题

2 Glitch

2.1 发现Glitch

2.1.1 Glitch的幅度

2.1.2 Glitch的恢复

2.2 Glitch参数

2.2.1 两种典型glitch的数据对比

2.2.2 不同类型glitch的异同点

2.2.3 Glitch参数的初步分析

3 Glitch现象的物理机制

3.1 中子超流模型

3.1.1 中子星内部结构

3.1.2 超流与超导现象

3.1.3 中子Copper对

3.1.4 中子星内部中子超流

3.2 中子星星震模型

3.2.1 什么是星震

3.2.2 中子星星震

4 固态脉冲星星震模型

4.1 固态夸克集团星

4.1.1 奇异夸克物质

4.1.2 夸克星及其与中子星的区别

4.2 固态夸克集团星的星震

4.3 两类glitch过程及其观测后果

4.3.1 体积改变(Ⅱ)型

4.3.2 体积不变(Ⅰ)型

4.4 讨论

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间所做的工作

致谢

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