Nuclear hydrodynamics in the inner crust of neutron stars
在中子星的内部地壳中，由于高密度和高压力，仍然存在的原子核浸没在中子超流体中。因此，人们认为原子核的动力学性质会受到显著的影响。为了估计与超流介质的存在相关的影响的大小，我们制定了流体动力学方法的核动力学在中子星的内壳。我们计算了重整化核质量和介质诱导核间相互作用的强度。我们认为，这些影响显着修改的库仑晶体在地壳内部的属性。
2003-12-30 astro-ph nucl-th physics.flu-dyn
Nuclear "pasta" structures in low-density nuclear matter and neutron star crust
在中子星壳中，核物质的非均匀结构被称为“面食”结构。从近年来对磁星巨耀斑的研究来看，这些结构可能与中子星壳的某些观测量和物理量有关。为了研究上述物理量，我们基于相对论平均场模型和M-F近似，数值研究了具有全三维几何结构的pasta结构，并研究了低密度核物质的性质.我们观察到典型的面食结构固定质子数分数和其中两个冷催化物质。我们还讨论了“意大利面”的结晶构型。
2013-05-20 nucl-th
Thermodynamic properties of nuclear "pasta" in neutron star crusts
得到了零温下中子星物质在亚核密度下的平衡相图。采用可压缩液滴模型，考虑了球形、棒状和板状核以及球形和棒状核泡。这个模型的目的是把不确定性的核表面张力和质子化学势滴中子气体。所得相图表明，对于这些量的典型值，具有棒状核和板状核的相在低于系统变得均匀的点的密度下以库仑晶格的形式出现。热波动导致位移的核从他们的平衡位置被认为是通过明确的评估其弹性常数，这些波动可以有效地破坏层状晶格的板状核的温度区域中的典型的物质在中子星地壳。
2000-07-08 astro-ph nucl-th
Dynamical response of the nuclear pasta in neutron star crusts
核面食--一种新的物质状态，核子排列成各种复杂的形状--预计将在中子星的地壳和核心坍缩超新星中发现，其亚核密度约为$10^{14}$ g/cm $^3$。由于挫折，一种从短程核吸引力和长程库仑排斥力之间的竞争中出现的现象，核面食显示出独特的低能激发的优势。这些激发可能对许多输运性质产生强烈影响，例如中微子在恒星环境中的传播。原子核的激发光谱是通过涉及多达100，000个核子的分子动力学模拟计算的。在1 - 2 MeV的能量范围内，pasta的动态响应表现为经典的等离子体振荡。此外，在低能量下发现相当大的强度。然而，这种低能强度在包含单个代表性重核的简单离子模型中是缺失的。低能量强度的动态响应中观察到的面食很可能是一个密度波，涉及内部自由度的集群。
2005-08-23 astro-ph nucl-th
Semi-classical equation of state and specific heats for neutron-star inner crust with proton shell corrections
本文提出了一种基于Skyrme型力的中子星内壳物态方程的方法。在Wigner-Seitz图像内工作，能量由TETF（温度依赖的扩展的T-Fermi）方法计算，并由Strutinsky积分方法自洽地添加质子壳层校正。使用Skyrme力，已被安装到两个中子物质和基本上所有的核质量数据，我们发现强烈的质子壳效应：质子数$Z$ = 50，40和20是唯一可能的值在地壳内，假设核平衡是保持在冷却中子星的权利，以环境温度。收敛问题的TETF扩展的熵，我们的处理方式，进行了讨论。给出了非均匀核物质比热的TETF全表达式。我们对电子气的处理，包括它的比热，基本上是精确的，并作了详细的描述。
2008-06-02 astro-ph nucl-th
Neutron star crust beyond the Wigner-Seitz approximation
三十多年来，中子星的内壳由核团簇与电子和中子气体共存的固体晶格形成，传统上一直在维格纳-塞茨近似下进行研究。这种近似的有效性进行了讨论的一般框架中的固体，最近已被应用到核背景下的能带理论。使用这种新的方法，它表明，未结合的中子在地壳中移动，如果他们的质量增加。
2007-09-24 astro-ph nucl-th
Impact of the symmetry energy on nuclear pasta phases and crust-core transition in neutron stars
本文研究了对称能对中子星核面相和壳核相变性质的影响。我们执行一个自洽的托马斯-费米计算采用相对论平均场模型。本文研究了中子星内壳中出现的pasta相的性质，并对壳核转变进行了考察。结果表明，对称能的斜率在决定帕斯塔相结构和壳核相变中起着重要作用。在Thomas-Fermi近似下得到的壳核跃迁密度与对称性能量斜率之间的相关性与液滴模型预测的结果一致。
2015-01-14 nucl-th
The outer crust of non-accreting cold neutron stars
利用现代核数据和理论质量表，特别是对Baym，Pethick和Sutherland的经典工作进行了更新，研究了非吸积冷中子星的外壳性质.实验数据从原子质量表从奥迪，Wapstra，和Thibault的2003年和许多现代理论核模型，相对论和非相对论的，进行了彻底的比较第一次。此外，对影响和变形进行了研究。比较了现有的理论核质量表，比较了它们在非吸积冷中子星的中子滴线、魔中子数、状态方程和富中子核到滴线的顺序等方面的差异。
2006-02-01 astro-ph nucl-th
Locating the inner edge of neutron star crust using terrestrial nuclear laboratory data
在使用富中子核物质状态方程的动力学和热力学方法中，受到与中子星地壳相同的亚饱和密度范围内重离子反应的最新同位旋扩散数据的约束，在中子星的液核和固体壳之间的内边缘处的密度和压力被确定为0.040 fm $^{-3}$ $\leq ρ_{t}\leq 0.065$ fm $^{-3}$和0.01 MeV/fm $^{3}$ $\leq P_{t}\leq 0.26$ MeV/fm $^{3}$。这些与观测到的最小地壳部分的总转动惯量，使我们能够设置一个新的限制船帆座脉冲星的半径显着不同，从以前的估计。它进一步表明，广泛使用的抛物线近似的状态方程的非对称核物质系统地导致显着更高的核壳转换密度和压力，特别是与刚性对称能量泛函。
2009-03-15 astro-ph nucl-ex nucl-th
Influence of the symmetry energy on nuclear pasta in neutron star crusts
本文研究了对称能对中子星核相和壳核相变的影响。本文采用相对论平均场方法和共存相方法研究了中子星内壳中存在的pasta相的性质。结果表明，核对称能在饱和密度下的斜率对壳核相变和帕斯塔相性质起着重要的作用。研究得到的壳核跃迁密度与对称能量斜率的相关性与其他方法得到的结果一致。
2014-05-15 astro-ph.HE nucl-th
Nuclear Superfluidity and Cooling Time of Neutron-Star Crust
分析了在核快速冷却的情况下，中子超流性对中子星内壳物质冷却时间的影响。在有限温度下，利用HFB方法计算了决定地壳热响应的内地壳比热。计算进行了两个配对力选择来模拟对应的Gogny-BCS近似和多体技术，包括极化效应的均匀中子物质的配对属性。使用一个简单的模型的热量输送通过内地壳，它表明，这两个配对力给冷却时间非常不同的值。
2007-03-21 nucl-th
Deep Crustal Heating in a Multicomponent Accreted Neutron Star Crust
建立了一个准统计平衡模型，模拟了吸积中子星壳的多组分组成。rp过程核合成的灰烬是由一系列的电子俘获、中子发射和致密核融合的吸积驱动的，密度达到中子星壳核过渡区附近。一个液滴模型，其中包括核壳效应被用来提供核质量远离稳定。反应途径确定一致的核质量模型。核对称能是内地壳中奇异核质量的一个重要不确定性，改变对称能会使地壳深部加热量改变两倍之多。
2012-05-16 astro-ph.HE nucl-th
Properties of neutron star crust with improved nuclear physics: Impact of chiral EFT interactions and experimental nuclear masses
基于手征EFT相互作用的均匀物质多体计算和实验核质量的可压缩液滴方法被用来研究中子星壳的性质。八个手征EFT哈密顿和一个有代表性的唯象力（SLy 4）面临。我们发现，地壳的一些性质，例如集群质量，电荷和不对称性，主要是由接近饱和密度的对称物质性质决定的，因此主要受实验核质量的约束，而其他性质，例如，每个粒子的能量、压力、声速主要受中子物质中的低密度预测的影响，其中手征EFT和唯象力基本上不同。
2021-09-24 astro-ph.HE nucl-th
The crust of neutron stars
中子星壳的结构完全取决于实验测量的核质量，直到密度达到10 ^11的数量级g.cm ^{-3}。在更高的密度下，地壳的组成仍然不确定，主要是由于存在影响核"团簇“性质的”自由“超流中子。在简要回顾了地壳平衡结构的计算之后，我们指出，目前基于Wigner-Seitz近似的方法不能正确地描述未束缚的中子。最近我们应用固体的能带理论而放弃了这种近似。我们已经表明，自由中子的动力学性质的强烈影响的集团进行三维计算与布洛赫边界条件。
2006-11-13 astro-ph nucl-th
Influence of the nuclear symmetry energy on the structure and composition of the outer crust
我们回顾和扩展与非相对论性核平均场计算的核对称性能量的结构和组成的非吸积中子星的外壳的影响以前的研究。首先，我们开发了一个简单的“玩具模型”，以了解决定外壳结构和组成的最相关的量：核对称能和电子气的压力。虽然后者是一个确定的数量，前者-特别是它的密度依赖性-仍然缺乏一个准确的表征。因此，我们专注于核对称能对地壳成分的影响。为此，我们采用不同的核模型，是准确的地球核的描述。我们表明，这些模型与刚性对称能量--即，那些产生较厚的中子皮在重核和具有较小的对称能量在低于正常的核密度-产生更多的外来同位素在恒星地壳比他们的软同行。
2011-09-14 astro-ph.SR nucl-th
Pairing properties and specific heat of the inner crust of a neutron star
我们研究了有限温度下中子星内壳Wigner-Seitz胞的配对性质。特别是，我们分析的配对相关的持久性和重新进入的现象，以及它们对比热的影响，在低密度区的内地壳。
2014-12-29 astro-ph.SR nucl-th
Properties of the neutron star crust: Quantifying and correlating uncertainties with improved nuclear physics
利用可压缩液滴模型（CLDM）将与中子星（NS）地壳性质相关的不确定性与均匀中子和核物质状态方程相关的不确定性的理论估计相关联。对于后者，我们采用最近的计算的基础上构造使用手征有效场论的哈密顿。实验核质量的拟合被用来进一步约束CLDM，我们发现它们不利于一些手征哈密顿。CLDM使我们能够研究体积，表面，曲率和库仑贡献之间复杂的相互作用，以及它们对NS地壳的影响。它还揭示了如何改变的曲率能之间的相关性的表面能和体对称能。我们的分析量化的不确定性如何与EOS的均匀物质意味着显着的不确定性的地壳的组成，其质子分数，和核所占的体积分数。我们发现，有限尺寸效应影响地壳的组成，但有一个可以忽略不计的净物质的同位旋不对称性的影响。同位旋不对称性在很大程度上取决于体性质和表面能的同位旋依赖性。最重要的不确定性与物质属性在地壳的致密区域，壳核过渡的精确位置，被发现是强烈相关的不确定性与哈密顿。通过采用统一的模型来描述壳核的NS，我们加强了它们的全球性质之间的相关性，如它们的质量半径关系，转动惯量，地壳厚度，潮汐变形与核哈密顿量相关的不确定性。
2021-10-01 nucl-th
Nuclear Reactions in the Crusts of Accreting Neutron Stars
对静止期瞬间吸积的中子星的X射线观测提供了有关中子星壳结构和致密物质性质的信息。解释观测数据需要了解在吸积过程中加热和冷却地壳的核反应，并确定其非平衡组成。在此，我们利用一个完整的核反应网络，对一系列初始成分，详细地确定了内地壳中质量密度为2 E12 g/cm^3的深度以下的典型核反应序列。反应顺序与以前的工作有很大不同。我们发现，无论初始成分如何，在向内地壳过渡的过程中，地壳杂质都有明显的减少，尽管壳层效应会在一定程度上延迟纯地壳的形成，使其密度超过2 E12 g/cm^3。这自然地解释了从对广泛系统的观测中推断出的小的内地壳杂质。例外的是初始成分A >= 102核，其中内壳由于N = 82壳层闭合而保持不纯，杂质参数为Qimp~20。在协议与以前的工作，我们发现，核加热是相对强大的，独立的初始组成，而冷却通过核Urca循环在外壳中强烈依赖于初始组成。这项工作为今后研究地壳模型对核物理的敏感性奠定了基础，并为现实的地壳模型提供了成分剖面图。
2018-04-21 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Thermalisation time and specific heat of neutron stars crust
本文讨论了中子星壳的热化过程，该过程通过求解具有重子物质比热的微观输入的热输运方程来描述。热方程求解的初始条件特定的快速冷却的核心。为了计算内地壳重子物质的比热，核团簇和非束缚中子，我们使用准粒子谱提供的Hartree-Fock-Bogoliubov方法在有限的温度。在这个框架中，我们分析了地壳热化对配对属性和集群结构的内部地壳物质的依赖。结果表明，配对的相关性减少了地壳热化时间的一个非常大的分数。计算还表明，核团对中子星表面温度的时间演化有不可忽略的影响。
2009-10-28 astro-ph.SR nucl-th
Nuclear constraints on the core-crust transition density and pressure of neutron stars
利用最近由中能重离子碰撞的同位旋扩散数据约束的非对称核物质状态方程，我们研究了中子星壳内边缘的跃迁密度和压力，在动力学和热力学两种方法中，它们分别为0.040 fm^{-3} <= ρ_{t}<= 0.065 fm^{-3}和0.01 MeV/fm^{3} <= P_{t} <= 0.26 MeV/fm^{3}。我们进一步发现，非对称核物质物态方程的抛物近似给出了更高的核壳跃迁密度和压力值，特别是对于刚性对称能量。利用这些新确定的跃迁密度和压力，我们根据Vela脉冲星观测到的总转动惯量的最小地壳部分，得到了改进的中子星质量与半径的关系。
2009-11-29 nucl-th
Deep crustal heating for realistic compositions of thermonuclear ashes
与外生核反应有关的地壳深部加热被认为是描述吸积中子星热演化的重要参数。在本文中，我们提出了第一个理论上一致的计算地壳加热的实际成分的热核灰烬。与以往的研究传统的方法的基础上，我们占中子流体静力学/扩散（nHD）的平衡条件所施加的超流性中子在一个主要部分的内地壳和快速扩散的其余部分的内地壳。我们应用一个简化的反应网络模型的核演化的各种多组分热核燃烧灰烬（超爆，KEPLER，和极端rp过程的灰烬）在外壳和计算的深部地壳加热能量释放Q，参数化的压力在外部-内部地壳界面，P_{oi}。使用一般的热力学参数，我们设定了Q的下限，Q>0.13-0.2 MeV/重子（实际值取决于灰的组成和所采用的质量模型）。
2021-08-20 astro-ph.HE nucl-th
Experimental constraints on shallow heating in accreting neutron-star crusts
在低质量X射线双星的静止期内观测到的瞬态吸积中子星的热弛豫表明在中子星壳的浅层存在未知的热源。利用现有的实验核数据，我们估计的最大可能的热量，可以沉积在一个吸积中子星的外壳中，由于电子捕获和致密核聚变反应所引发的X射线爆发灰烬的掩埋。
2020-07-03 astro-ph.HE nucl-th
Towards an empirical unified crust-core description of neutron stars
了解地壳和内核的性质以及它们的界面对于精确地模拟诸如故障、X射线爆发或中子星振荡等现象的天体物理学模型是必不可少的。为了研究壳核性质，必须建立一个统一一致的方案来描述地壳中的团簇物质和核中的均匀物质。中子星壳的低密度区是可以进行地球核实验的。为了发展一个一致的描述的地壳和核心的中子星在同一形式主义，我们使用密度泛函计划，与模型系数在均匀物质直接相关的经验核观测。在这项工作中，我们将这个计划扩展到非均匀物质来描述地壳中的核。然后，我们测试这个计划对核可观测。
2017-09-14 nucl-th
Relativistic Hartree-Bogoliubov Calculation of Specific Heat of the Inner Crust of Neutron Stars
我们在改进的相对论Hartree-Bogoliubov理论的局域密度近似下计算了中子星内壳的比热。系统的不均匀性增强了比热，特别是在低温下。增强的程度是类似的，在球形阶段的Elgarøy等人。我们检查Broglia等人的结果之间的示意性插值。采用Gogny力和我们的基于拉格朗日的相对论平均场模型。
2001-03-21 nucl-th
Role of Landau-Rabi quantization of electron motion on the crust of magnetars within the nuclear energy density functional theory
在一些中子星的表面已经测量到了$10^{15}$ G级的磁场，而且在表面之下的固体区域预计会存在更强的磁场。本文研究了磁场对电子运动朗道-拉比量子化引起的状态方程和地壳成分的影响。在核能密度泛函理论中，外地壳和内地壳区域都以统一和一致的方式进行描述。
2019-04-10 astro-ph.HE nucl-th
Magnetic Field-Decay-Induced Electron Captures: a Strong Heat Source in Magnetar Crusts
我们提出了一种新的加热机制在磁星壳。磁星的地壳磁场比它们的表面磁场强得多;因此，磁压部分地支撑着地壳对抗重力。随着磁场的衰减，地壳失去了磁压的支持，必须通过增加电子简并压力来补偿;伴随的电子费米能的增加会引起非平衡的放热电子捕获。通过场衰变电子捕获释放的总热量与地壳中的总磁能相当。因此，场衰减电子捕获是一个重要的，如果不是主要的，驱动磁星的软X射线发射的机制。
2009-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Spectrum of shear modes in the neutron-star crust: Estimating the nuclear-physics uncertainties
本文利用手征有效场论（EFT）的相互作用建立了中子星内壳模型，计算了中子星内壳的物态方程、剪切性质和地壳剪切模谱。我系统地研究与核物理输入，地壳成分，中子夹带，并估计其对地壳剪切性质和剪切模式谱的影响的不确定性。我发现不确定性主要来自两个来源：中子物质状态方程和中子夹带。我比较了地壳剪切模式的频谱观测频率的准周期振荡的余辉的巨大$γ$射线爆发，发现所有这些频率可以描述的不确定性，这是，但是，目前太大推断中子星属性从观测。
2017-01-18 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Collective excitations in the inner crust of neutron stars : supergiant resonances
本文研究了中子气体中含有核团簇的Wigner-Seitz盒的核集体激发。这种重子非均匀系统是中子星壳内物质结构所特有的。在坐标表象下的球Hartree-Fock-Bogoliubov +准粒子随机相位近似框架下研究了集体激发。对重子密度分别为0.02 fm $^{-3}$和0.08 fm $^{-3}$的两个有代表性的Wigner-Seitz盒进行了计算。结果表明，低多极性的激发几乎完全集中在一个强集体模式，耗尽了很大一部分的能量加权和规则。由于这些集体模与标准核的巨共振相比处于非常低的能量，它们可能会显著影响中子星重子内壳物质的比热。
2004-11-15 astro-ph nucl-th
Nuclear matter in the crust of neutron stars
考虑到包含对关联的自洽Skyrme Hartree-Fock方法，研究了非均匀核物质的性质.为了比较，我们还考虑了相对论平均场方法。用立方Wigner-Seitz盒描述非均匀无限物质，使其平滑过渡到均匀核物质的极限。可能存在的各种结构在所谓的面食相内的这种自洽的方法进行了研究，并进行了比较，内得到的结果的Escheras-Fermi近似。的质子丰度和配对属性的结果进行了讨论的密度，获得集群现象。
2007-04-16 nucl-th
The symmetry energy at subnuclear densities and nuclei in neutron star crusts
我们研究了非均匀核物质在亚核密度下的性质如何依赖于对称能的密度依赖性。利用宏观核模型计算了零温下中子星物质中核的大小和形状随对称能密度的变化。我们发现，在亚核密度下，对称能越小，对应于密度对称系数L越大，原子核的电荷数越小，有原子核或气泡的物质变得均匀的临界密度越低。电荷数的减少与表面张力对核密度和中子海密度的依赖性有关，而临界密度的减少通常可以从均匀物质中质子成团不稳定性的角度来理解。
2006-10-03 astro-ph nucl-th
The nuclear symmetry energy, the inner crust, and global neutron star modeling
中子星内部地壳的结构和组成，以及恒星的整体性质，如半径和转动惯量，已经被证明与表征核物质的对称能的参数相关，如饱和密度下的星等J和密度依赖性L。因此，核物理学家和天体物理学家根据最近对J、L及其关系的实验和理论约束，来研究这种关联对潜在中子星可观测量的综合影响，这对双方都是有益的。我们回顾了这些核和天体物理观测之间的一些基本的相关性，并说明了最近的进展，约束J-L参数空间的组成的内地壳，壳核过渡的密度和压力，以及程度的影响的假设面食区域。我们使用一个简单的可压缩液滴模型与一个简单的核物质模型，它允许独立的，平滑的，变化的J和L。我们扩展到核心使用相同的核物质模型，探讨对全球地壳和核心属性的影响，并对潜在的观测，如地壳振荡频率和机械支撑的地壳变形。在整个过程中，我们说明了隐含在一个特定的核物质模型中的J和L之间的关系对预测中子星性质的重要性。
2011-12-09 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Nuclear symmetry energy and core-crust transition in neutron stars: a critical study
指出核对称能在饱和密度$L$处的斜率是决定中子星壳质量和宽度的一个关键量。本文阐明了$L$与核壳转换的关系。我们确认，过渡密度是健全的相关性与$L$，尽管模型之间的差异，我们提出了一个清晰的理解，这种相关性的基础上，广义液滴模型。使用大量的核模型，我们评估的色散影响之间的相关性的转变压力$P_t$和$L$。从一个详细的分析表明，这种相关性是弱的，由于不同的条款之间的取消。等矢量系数$K_{\rm sym}$和$L$之间的相关性在此讨论中起着至关重要的作用。
2010-09-07 astro-ph.SR nucl-th
Deep crustal heating by neutrinos from the surface of accreting neutron stars
提出了一种新的吸积中子星深部地壳加热机制。带电π介子（$π^+$）是在中子星表面的核碰撞中产生的，在活跃的吸积过程中，它们在衰变时提供进入中子星地壳的中微子流。对于大质量和/或致密的中子星，中微子将每个吸积核子的热量的$\approx 1\textrm{--} 2 \, \mathrm{MeV}$沉积到地壳内部。中微子加热的强度与先前已知的地壳深部加热源相当，例如来自致密核聚变反应，并且与冷却中子星的研究有关。我们模拟了低质量X射线双星中瞬态中子星的热演化，并在中子星MXB~1659-29的特殊情况下，我们表明，额外的深部地壳加热需要更高的热导率的中子星内地壳。更好地了解阈值附近的π介子产生截面将提高我们预测的准确性。
2018-06-29 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Disordered nuclear pasta, magnetic field decay, and crust cooling in neutron stars
在中子星的地壳底部附近，预计会有非球形的核面食。大规模的分子动力学模拟的面食显示长期存在的拓扑缺陷，可以增加电子散射，降低热和电导率。我们通过增加杂质参数Q_{imp}来模拟可能的低电导率面食层。对低质量X射线双星MXB 1659-29的光变曲线的预测，假设一个大的Q_{imp}，发现持续的晚期冷却与钱德拉观测结果一致。电导率和热导率可能是相关的。因此，对地壳冷却的观测可以提供关于中子星磁场的电导率和可能的衰减的见解（假设这些是由地壳中的电流支持的）。
2014-10-08 astro-ph.HE nucl-th
The heat capacity of the neutron star inner crust within an extended NSE model
地壳中的超流动性是原中子星冷却特性的关键因素。目前的理论计算采用准粒子平均场Hartree-Fock-Bogoliubov理论，准粒子态的占据数与温度有关。有限温度恒星物质的特征是不同核物种的整体分布。我们要评估的重要性，这种分布的计算热容量的内地壳。根据最近的工作，Wigner-Seitz细胞被映射到一个模型与集群自由度。有限的温度分布，然后给出了统计收集的维格纳-塞茨细胞。我们还介绍了配对相关的局域密度BCS近似中的均匀未结合的中子组件，并在集群和中子之间的界面区域。在对应于内地壳的不同重子密度条件下，以及在100 KeV至2 MeV的温度范围内，计算了热容。我们表明，占集群分布有一个小的影响，在中等密度，但它显着影响的热容量都接近外壳和接近核心。我们还表明，这是非常重要的考虑的温度演变的质子分数的定量可靠的估计的热容。
2015-11-01 nucl-th
Vortex-nucleus interaction in the inner crust of neutron stars
在考虑与构成库仑晶格的原子核相互作用的量子平均场论框架内，计算了中子星内壳涡旋的结构。利用在不同核相互作用下得到的结果，计算了与毛刺研究有关的钉扎能。量子尺寸和密度相关的影响被发现是重要的。
2008-04-10 astro-ph nucl-th
The Impact of Neutron Transfer Reactions on Heating and Cooling of Accreted Neutron Star Crusts
核反应加热和冷却吸积中子星的外壳，需要理解解释X射线爆发和瞬态吸积系统长期冷却的观测。最近有人提出，以前被忽视的中子转移反应可能在核过程中发挥重要作用。我们目前的结果，从完整的核网络计算，现在包括这些反应，并确定其对地壳成分，地壳杂质，加热和冷却的影响。我们发现，大量的中子转移反应确实发生，并影响地壳模型。特别是，我们确定了一种新类型的反应循环，通过交替的中子捕获和中子释放，穿插着中子转移，使一对原子核在核图表上达到平衡。虽然中子转移反应导致地壳模型预测的变化，需要在未来的研究中加以考虑，以前的结论有关加热，冷却和成分演变是非常强大的。
2021-12-21 astro-ph.HE nucl-th
Nuclear structure calculations for neutron-star crusts
本文的目的是研究团簇化的核物质的性质，这种物质被认为是存在于中子星壳中的亚核密度。我们假设整个系统可以用一组Wigner-Seitz胞来表示，每个胞在电中性条件下包含一个原子核和一个电子背景。原子核结构的计算是在相对论平均场模型下进行的。第一组计算是假设恒定的电子背景进行的。系统地研究了中子和质子密度分布沿同位素链的演化，直到中子滴注线以外的非常富中子系统。然后，我们已经取代了均匀的电子背景与现实的电子分布，得到内的E-Fermi近似在一个自洽的方式与质子分布。最后，我们研究了$β$稳定谷以及中子和质子滴线随电子密度的演化。
2018-01-19 nucl-th
Nuclear constraints on the inner edge of neutron star crusts
我们发现，广泛使用的抛物线近似的状态方程（EOS）的非对称核物质导致系统显着更高的核壳转换密度和压力。利用与中子星壳相同的亚饱和密度范围内重离子反应的同位旋扩散数据约束的丰中子核物质状态方程，确定了中子星液态核与固态壳分离的内缘处的密度和压力分别为0.040 fm $^{-3}$ $\leq ρ_{t}\leq 0.065$ fm $^{-3}$和0.01 MeV/fm $^{3}$ $\leq P_{t}\leq 0.26$ MeV/fm $^{3}$.船帆座脉冲星上的这些约束的影响进行了讨论。
2009-09-30 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Upper limits on the observational effects of nuclear pasta in neutron stars
奇异的核形状存在于底部的中子星内地壳-核“面食”-观测现象的影响进行了估计，通过比较的限制情况下，这些阶段有一个消失的剪切模量，他们有一个结晶固体的剪切模量。我们估计扭转地壳振动和最大四极椭圆度地壳可持续的影响。地壳成分和过渡密度计算一致的全球性，使用液滴模型与散装核物质状态方程（EoS），允许系统的变化的核对称性能量。对称能J及其在核饱和密度下的密度依赖性L是决定地壳厚度、可能出现面食的密度范围以及诸如半径和转动惯量等全局性质的主要核输入。我们显示的重要性，计算全球中子星属性在同一基础上的地壳EoS，并表明，在实验可接受的L值的范围内，面食阶段可以改变地壳频率的三个因素，超过超流性的影响，地壳模式，并减少最大四极椭圆可持续的地壳的数量级。意大利面阶段的签名和对称能量对潜在的可观测量的密度依赖性突出了使用天体物理观测来约束致密的富含中子的物质的EoS和意大利面阶段的属性的可能性。
2011-08-11 astro-ph.SR nucl-th
Magnetar giant flare oscillations and the nuclear symmetry energy
如果磁星耀斑中观测到的准周期振荡部分局限于地壳，那么振荡频率是中子星地壳核物理的独特探针。我们研究磁星的地壳振荡，包括有限阿尔芬速度的修正。我们的地壳模型使用了一个新的核质量公式，预测核质量的精度非常接近的有限范围液滴模型。平衡核的质量模型还包括壳修正和更新的中子滴线。我们扰动我们的地壳模型来预测轴向地壳模式，并将它们分配给从软伽马射线中继器SGR 1806-20观测到的巨耀斑准周期振荡频率。我们发现磁星地壳，匹配观测各种磁场强度，夹带内地壳中的自由中子气体，和壳核过渡密度。我们发现，观测结果可以调和的对称性能量斜率参数，L的较小值，如果有一个显着量的夹带的中子的超流体，或者如果壳核过渡密度是大的。我们还发现了中子星的质量和半径，这与核实验中已知的低密度物质的预期是一致的。用无场模式匹配观测，得到M = 1.35Msun，R = 11.9km的近似值。利用SGR 1806-20（B=2.4x10^15 G）的表面偶极场模型匹配观测，我们得到了M = 1.25 Msun和R = 12.4 km的近似值。
2014-08-02 astro-ph.HE nucl-th
Analytical determination of the structure and nuclear abundances of the outer crust of a cold nonaccreted neutron star
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）
本研究提出一种快速迭代方法，结合高精度解析公式与广义相对论方程近似解，可同时计算冷非吸积中子星外壳的核组成、层深度与重子质量，大幅提升计算效率，支撑大规模统计与敏感性分析。
2020-03-02 astro-ph.HE nucl-th
Higher-order symmetry energy of nuclear matter and the inner edge of neutron star crusts
对同位旋非对称核物质（ANM）物态方程的抛物近似在文献中被广泛用于预测核结构和中子星的性质。基于真实的M3 Y-Paris和M3 Y-Reid核子-核子相互作用模型，计算了高阶对称能对中子星质子分数、壳层内缘位置、核壳跃迁密度和压力的影响.利用上述实际相互作用，导出了ANM不同阶对称能量系数的解析表达式。结果表明，在不同的核物质密度、核壳跃迁密度和压力下，对称性能量系数的高阶项（EPDMATHABMM）对$_{sym8}$稳定中子星物质中的质子分数有显著的贡献.即使考虑对称能量系数达到E $_{sym8}$，我们也得到了转变压力值与基于精确状态方程的转变压力值的大约40 $\%$的显著变化。使用基于Paris和Reid有效相互作用的状态方程，其提供在220 MeV范围内的对称核物质的饱和不可压缩性，我们估计液体的范围为0.090 fm $^{-3}$ $\leq$ $ρ_t$ 0.095 fm $^{-3}$和0.49 MeV fm $^{-3}$ $\leq$ P $_t$ $\leq$ 0.59 MeV fm $^{-3}$核-固壳转换密度和压力。发现在该跃迁密度范围的质子分数的相应范围为0.029 $\leq$ x $_{p(t)}$ $\leq$ 0.032。
2013-12-31 nucl-th
Superfluid Properties of the Inner Crust of Neutron Stars
本文用自洽HFB方法分析了中子星壳内物质的超流性质。中子星是由核团簇浸没在稀中子气体中形成的。计算是用两个配对力进行的，固定的，以便在无限的核物质中获得由Gogny力或诱导相互作用提供的配对间隙。结果表明，核团簇可以抑制或增强内壳物质内部的配对关联，这取决于周围的中子密度。在地壳内的配对场的配置文件是相当相似的两个配对力，但配对间隙的值急剧减少的力，模拟无限中子物质的极化效应。
2004-03-07 nucl-th
Constraints on the inner edge of neutron star crusts from relativistic nuclear energy density functionals
在相对论核能密度泛函的框架下，用数值方法分析了中子星液核-固体壳内缘的跃迁密度$n_t$和压力$P_t$.从一个泛函出发，根据有限核的实验结合能，在有限核的等矢量性质所决定的范围内，改变相应的对称能的密度依赖关系，我们估计了中子星核壳跃迁密度和压力的约束条件：$0.086 \ {\rm fm}^{-3} \leq n_t < 0.090 \ {\rm fm}^{-3}$和$0.3\ {\rm MeV \ fm}^{-3} < P_t \leq 0.76 \ {\rm MeV \ fm}^{-3}$ .
2010-04-22 astro-ph.SR nucl-th
Crustal heating in accreting neutron stars from the nuclear energy-density functional theory. I. Proton shell effects and neutron-matter constraint
在静止状态下对软X射线瞬变的观测表明，在吸积中子星的地壳中存在热源。热量被认为是由X射线爆发的灰烬掩埋引发的电弱和核过程释放的。加热研究使用一个完全量子的方法，始终考虑到核壳效应。我们采用核能-密度泛函理论研究了$^{56}$ Fe灰的演化。外壳和内壳都使用相同的泛函进行描述，从而确保统一和化学一致的处理。为了评估中子-物质约束的作用，我们采用了一组精确校准的BSk 19，BSk 20和BSk 21，并与SLy 4泛函进行比较。由于核壳效应，完全增生的地壳被发现比以前的研究分层少得多。特别是，内地壳的大部分区域包含具有幻数$Z=14$的星系团。沉积在地壳外层的热量受到实验原子质量数据的严格限制。我们得到的浅层加热不超过$0.2$ ~MeV，因此不足以解释某些软X射线瞬态的冷却。地壳中释放的总热量对原子核结构的细节非常敏感，预测其范围为$1.5$ ~MeV至$1.7$ ~MeV。吸积物质元素的演化以及热源的位置在很大程度上取决于核壳层闭合的存在。忽略内地壳中的这些效应，总热量下降到$\sim 0.6$ ~MeV。中子-物质约束也被发现发挥了关键作用。因此，Steiner等人（2012）获得的大量热量可以追溯到不切实际的中子物质状态方程。
2018-06-11 astro-ph.HE nucl-th
Heat release in accreting neutron stars
观测到的静态吸积中子星（NS）的热辐射被认为是由加热恒星地壳的非平衡核反应提供动力的（深地壳加热范例）。我们推导出一个简单的普遍公式的加热效率，假设一个NS有一个完全增生的地壳。我们进一步表明，在最近提出的物理一致的方法来吸积地壳，热释放可以参数化的唯一一个参数-压力$P_{\rm oi}$在地壳内外界面（正如我们所认为的，这种压力不一定与中子滴压力）。我们讨论了可能的值$P_{\rm oi}$的核模型，考虑壳效应的选择，并确定净热释放及其在地壳中的分布作为$P_{\rm oi}$的函数。我们的结论是，热释放应减少的几个因素相比，以前的作品。
2020-11-18 astro-ph.HE nucl-th
Interaction between nuclear clusters and superfluid phonons in the neutron-star inner crust
Niigata University（新潟大学）；Osaka University（大阪大学）；RIKEN（理化学研究所）
研究核簇与超流声子在中子星内壳中的相互作用，通过微观描述分析超流态对核簇的响应，确定有效耦合常数，结果表明耦合强度显著低于之前的流体动力学估计。
2026-04-22 astro-ph.HE nucl-th
Ensembles of unified crust and core equations of state in a nuclear-multimessenger astrophysics environment
我们提出了一个统一的中子星地壳和核心的状态方程，构造使用扩展的Skyrme能量密度功能通过地壳和外核，并附加两个分段多面体在较高的密度。状态方程由对称能$J,L$和$K_{\rm sym}$的密度展开式中的前三个系数、1.338 M $_{\odot}$星的转动惯量$I_{1.338}$和最大中子星质量$M_{\rm max}$来参数化。我们构建了一个合奏与统一的先验所有五个参数，然后应用数据过滤器的合奏，探索结合中子皮数据PREX与天体物理测量的半径和潮汐变形从NICER和LIGO/VIRGO的效果。中子皮的计算直接使用EDF。我们表明，核数据和天体物理数据发挥的作用，在约束地壳性质，如质量，厚度和转动惯量的地壳和核面食层在其中，和天体物理数据更好地约束$K_{\rm sym}$比PREX数据。
2022-03-09 astro-ph.HE nucl-th
Nuclear matter in the crust of neutron stars derived from realistic NN interactions
在相对论平均场近似下，利用密度相关的耦合常数计算了非均匀核物质的性质。给出了这些耦合常数的参数化，它再现了Dirac Brueckner Hartree Fock计算非对称核物质时得到的核子自能的性质，同时也为有限核的体性质提供了很好的描述.非均匀的无限物质被描述在立方维格纳-塞茨细胞，它允许在所谓的“pasta阶段”的核配置的结构的微观描述，并提供了一个平滑的过渡到均匀的物质的限制。考虑了对性质和有限温度的影响。比较相应的结果采用唯象Skyrme Hartree-Fock的方法和后果的Escheras费米近似进行了讨论。
2007-08-21 nucl-th
Nuclear structure in strong magnetic fields: nuclei in the crust of a magnetar
用协变密度泛函理论研究了中子星（磁星$B \approx10^{18}$ G）的强磁场对原子核结构的影响。所有新的条款在运动方程中产生的时间反演对称性破缺的磁场和感应电流，以及轴向变形，考虑在一个自洽的方式。对于在铁区域的核图中的核，发现在$10^{17}$ G的数量级的场显着地影响体积性质，如质量和半径。
2011-07-26 astro-ph.SR nucl-th
Glassy quantum nuclear pasta in neutron star crusts
我们通过在导致壳核转变的密度下进行大量的三维Hartree-Fock+BCS计算，研究了中子星壳中的核面食相。我们调查的形状参数空间的面食在恒定的压力。意大利面条，华夫饼，烤宽面条，双连续相和圆柱形孔占据当地的最小值在所得的吉布斯能表面。双连续相，其中中子气体和核物质在所有维度上连续延伸，因此质子是离域的，出现在大范围的深度。我们的研究结果支持的想法，核面食是一个玻璃状系统。多种面食配置共存于一个给定的地壳层。在$10^8$ - $10^9$ K级的特征温度下，不同的相被冻结成区域，我们估计其尺寸为晶格间距的1-50倍，并且局部密度和电子分数可以在该区域上变化。在这个温度以上，几乎没有长程序，物质是非晶态固体。电子散射域边界可能有助于意大利面食相的无序电阻率。退火的域可能会发生在冷却过程中，在地壳加热过程中的局部极小值的重新填充可能会导致温度依赖的地壳深层的传输特性。我们确定了4个不同的区域：（1）核面食首先出现为局部极小值，但球形核是基态;（2）核面食成为绝对极小值，但球形核仍然是局部极小值（3）只有核面食出现在局部极小值中，质子仍然位于至少一个维度上（4）只有面食出现，质子是离域的。整个面食区域可以占据高达70%的地壳质量和40%的厚度，质子离域的层可以占据地壳质量的45%和厚度的25%。
2021-04-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Equation of state and composition of the inner crust of an accreting neutron star: multicomponent model
要正确解释瞬时吸积中子星的X射线观测结果，需要对这些天体的核物理过程进行建模。我们考虑一系列的核反应，这些核反应驱动着一颗吸积中的中子星的地壳成分，并使中子星升温。我们构造了多组分方法，用简化的分步方式描述核反应动力学。通过中子的发射和俘获，核子在原子核之间的重新分配被证明会显著影响核反应链和内地壳的组成。特别是，即使外壳具有单组分成分，内壳中自由中子的出现也会导致反应链的分支和多组分成分的形成。我们采用可压缩液滴核模型，其中包括自由中子对核能的影响。它使我们能够计算密度达到ρ~ 2 \times 10^{13} g cm^{-3}的物质的组成、加热剖面和物态方程。
2020-01-27 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Rotation-induced deep crustal heating of millisecond pulsars
中子星的自旋下降，例如由于磁偶极损失，导致恒星物质的压缩，并在地壳中不同核物质之间的相变引起核反应。我们表明，这种机制是有效的加热回收的恒星，其中以前的吸积过程已经压缩地壳，所以它是不是在核平衡。我们计算了相应的发射率，并将其与现有的观测结果相比较，表明它可能解释PSR J 0437 -4715可能的热紫外发射。
2015-07-16 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
