超强磁场下电子朗道能级稳定性及对电子费米能的影响

摘要

磁星是一类由磁场供能、强磁化的中子星,其内部磁场远高于电子的量子临界磁场.本文通过引入电子朗道能级的稳定性系数gn,讨论了在磁星环境下电子的朗道能级的稳定性及其对电子费米能EF(e)的影响;研究发现,磁场越强,电子的朗道能级越不稳定,最大的朗道能级级数nmax越小;朗道能级数n越大,能级稳定性系数gn越小.根据朗道能级的稳定性系数gn随磁场的增加而减小的要求,电子费米能表达式的磁场指数β必须是正数.通过引入Dirac-δ函数,推导出超强磁场下的简并的、相对论电子费米能的一般表达式,修正了EF(e)的特解.新的特解给出磁场指数β=1/6;特解的适用范围p≥107 g.cm-3,Bcr(＜＜)B≤1017G.本文结果将有助于中子星内部弱相互作用过程(包括修正的URCA反应和电子俘获)和磁星磁热演化机理的研究.