Elementary excitations in homogeneous superfluid neutron star matter: role of the neutron-proton coupling
中子星的热演化受到表征恒星物质的元激发的影响。特别是，低能激发，具有动量线性的光谱，可以在中微子的发射和传播中发挥重要作用。在本文中，我们集中在质子超流性区域的基本模式，其中中子分量预计有一个非常小的或零的配对间隙。在库仑相互作用和核相互作用的基础上，我们研究了质子、中子和电子的整体谱函数。这项研究是在随机相位近似的框架下进行的，为了描述超流系统的响应而进行了推广。我们使用的形式确保广义沃德等式得到满足。尽管它们的相对小的分数，质子变成修改的中子谱函数作为核中子-质子相互作用的结果。这种效应在密度较低时特别明显，就在地壳下面，密度接近饱和值，而在密度增加时，中子和质子主要是去耦的。质子光谱函数的特征在于低于$ 2Δ$的伪Goldstone模式，配对间隙的两倍，以及高于$ 2Δ$的配对破坏模式。后者在较高的动量时并入正常相位的声音模式。中子谱函数仅在较高密度下发展出集体声模式。电子在较低动量时对质子-质子相互作用有较强的屏蔽作用，在较高动量时与质子解耦。
2017-08-12 nucl-th
Different scenarios of topological phase transitions in homogeneous neutron matter
我们研究了中子物质中π^0凝聚点附近的拓扑相变的不同情形。费米液体状态和拓扑上不同的费米表面的两个片之间的过渡发生。给出了准粒子自由度重排的两种可能性：一级拓扑相变和二级拓扑相变。发现相变的阶数强烈依赖于软π^0模的临界波矢的值。并对系统的热力学进行了研究。结果表明，准粒子动量分布的拓扑结构主要由中子物质密度决定，而在较窄的密度范围内，温度T是必不可少的。对T=0时的一级拓扑相变给出了简单的解释。
2012-11-04 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
Symmetry energy in neutron star matter
我们研究了质子中子比在x = 0.1~0.5之间、密度在0.02 fm-3~0.085 fm-3之间、温度T <4 MeV的中子星物质的结构。特别是，我们研究的面食形状和以前观察到的核物质的相变，以及对称性能量的行为。我们证实了均匀的非均匀相变的存在，以及在不同的密度和温度下的对称能的不同值。
2018-09-10 nucl-th
Elementary excitations in homogeneous superfluid neutron star matter: Role of the proton component
神经元星的热演化依赖于影响恒星物质的元激发。特别是低能激发，其能量与转移的动量成正比，可以在中微子的发射和传播中发挥重要作用。在本文中，我们专注于与质子成分在中子星的外核的均匀的物质（在密度之间的核饱和密度的1倍和3倍，重子成分预计是中子和质子）的密度模式。在这一区域，质子被预言为超导体。我们研究了质子配对和库仑相互作用在确定与质子分量相关的模式特性中各自的作用。本文的研究是在随机相位近似的框架下进行的，为了描述超流系统的响应，我们使用的形式保证了广义Ward恒等式的满足。这项工作的一个重要结论是，在中子星物质中存在与质子超导体相关的伪戈德斯通模式。事实上，作为纯超流体特征的戈德斯通模式在通常的超导体中被抑制，这是由于长程库仑相互作用，它只允许等离子体模式。然而，对于恒星物质的质子成分，库仑场被电子屏蔽，并发生伪戈德斯通模式，库仑相互作用使速度增加。
2011-05-06 nucl-th
Critical properties of calibrated relativistic mean-field models for the transition to warm, non-homogeneous nuclear matter
在一组校准良好的状态方程的旋节线方法内，分析了过渡到温暖的，不对称的，非均匀的核物质的临界性质。结果表明，尽管不同的物态方程受到相同的实验、理论和观测数据的约束，并且对称核物质的性质在模型中是相似的，但是对于非常不对称的核物质，例如在中子星内部发现的核物质，不同的模型其性质有很大的不同。一些模型预测β平衡物质比对称核物质更大的跃迁密度。由于人们期望这样的性质对超新星或中子星合并的演化有明显的影响，因此应该更详细地了解这种不同的行为。
2021-03-15 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
From nuclear structure to neutron stars
近年来，在核子-核子相互作用下的量子蒙特卡罗方法的研究取得了新的进展，成功地描述了轻核和丰中子物质的性质。作为示范，我们表明，12 C的电荷形状因子的理论计算和实验数据之间的协议是极好的。将类似的方法应用于同位旋不对称系统，可以描述中子被限制在外部势和均匀的富中子物质中。特别令人感兴趣的是核对称能，即产生同位旋不对称的能量成本。将这些进展与最近对中子星质量和半径的观测相结合，可以深入了解接近和高于饱和密度的富中子物质的状态方程。特别是，中子星半径的测量限制了对称能的导数。
2013-08-27 astro-ph.SR nucl-th
Hot and Dense Homogeneous Nucleonic Matter Constrained by Observations, Experiment, and Theory
我们构造了一类新的现象学状态方程用于模拟热的和稠密的物质在局部热力学平衡的均匀物质。我们构建了一个功能的形式，尊重在各种密度和温度制度的物质的性质的实验，观测和理论约束。我们的状态方程匹配（i）从核子-核子散射相移预期的维里系数，（ii）核质量和电荷半径的实验测量，（iii）中子星半径的观测，（iv）饱和密度附近中子物质状态方程的理论结果，和（v）饱和密度附近有限温度下状态方程演化的理论结果。我们的分析模型允许一个计算的基础上的核子核子相互作用的性质的不确定性的热力学量的变化。最后，我们进行了修正，以确保状态方程在所有密度，温度和电子分数下都是因果关系。
2018-02-27 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
From the crust to the core of Neutron Stars on a microscopic basis
在微观方法中，中子星的结构通常通过基于多体理论的适当状态方程模拟内核的均匀核物质，并通过基于更唯象方法的泛函模拟地壳来研究。本文首次计算了中子星的整体结构，对核采用Brueckner-Hartree-Fock理论导出的状态方程，对壳层（包括pasta相）采用基于同一状态方程的能量密度泛函，它能精确地描述整个质量表中原子核的结合能。与其他方法的比较进行了讨论。特别强调了地壳状态方程对中子星半径的相关性。
2014-05-27 astro-ph.SR nucl-th
Coupled nuclear and leptonic longitudinal collective modes in neutron star matter : a covariant Vlasov approach
Carthage University（迦太基大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）；Universidade Federal de Santa Catarina（圣卡塔琳娜联邦大学）
利用基于Vlasov方程的协变相对论方法，在相对论平均场模型中研究中子星物质中核子集体激发与电子、μ子等离子体激元模式的耦合条件及其对集体模式性质的影响。
2026-05-30 astro-ph.HE nucl-th
Spin-orbit and tensor interactions in homogeneous matter of nucleons: accuracy of modern many-body theories
我们研究了对称核物质和纯中子物质的能量每粒子使用现实的核子-核子势具有非中心张量和自旋-轨道组件，高达三倍的经验核物质饱和密度，$ρ_0=0.16$ fm $^{-3}$。计算进行的框架内的Brueckner-Bethe-Goldstone（BBG）和相关基函数（CBF）形式主义，以确定的方法的准确性。BBG方法采用双洞线近似，并连续选择单粒子辅助势，CBF方法采用变分费米超网链/单算符链理论，并在二阶微扰展开水平上进行修正。能量，然后比较与可用的量子和变分蒙特卡罗结果在中子物质和BBG，三个孔-线图。对于中子物质和势没有自旋-轨道组件的所有方法，但微扰CBF，是在合理的协议高达$ρ\sim$ 3 $ρ_0$。在包含LS相互作用后，我们仍然发现$ρ_0$周围的协议，而它在更大的密度被破坏。自旋-轨道势使$ρ_0$中子物质的能量降低了$\sim$ 3- 4 MeV/核子。在对称核物质中，BBG和变分结果在$\sim$ 1.5 $ρ_0$范围内是一致的。超过这个密度，并与中子物质相比，我们发现良好的协议，只有潜在的自旋轨道组件。
2005-01-24 nucl-th
Pairing: from atomic nuclei to neutron-star crusts
在能量密度泛函理论的统一框架下，利用广义Skyrme泛函和由均匀核物质多体计算得到的局部配对泛函，研究了原子核和中子星壳中的核配对.
2012-04-10 astro-ph.HE nucl-th
Isospin Asymmetry in Nuclei, Neutron Stars, and Heavy-Ion Collisions
本文用核子物质的一系列势场理论模型研究了原子核和中子星中同位旋不对称性的作用。这些模型的参数是通过拟合均匀块体物质和闭壳层核的性质来确定的。我们讨论并揭示了重核中的中子皮厚度、密度为0.1 fm的β平衡物质的压力（$^{-3}$）以及中等质量中子星的半径之间相关性的原因。总结了对称能对重离子碰撞中观测量的影响。
2005-05-23 nucl-th
Superfluid Pairing in Neutrons and Cold Atoms
超冷原子气体和低密度中子物质是独特的，因为它们表现出与费米能量相当的配对间隙，在这个意义上，费米能量分别是实验室和自然界中最大的。这种强配对制度，或BCS和BEC制度之间的交叉，需要非微扰处理。我们描述的量子蒙特卡罗结果有助于了解这些系统的属性，包括无限均匀的物质和被困的非均匀气体。
2012-04-12 cond-mat.quant-gas nucl-th
Role of the crust on the tidal deformability of a neutron star within a unified treatment of dense matter
Institute of Astronomy and Astrophysics, Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学天文学与天体物理研究所）；LUTH, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité（巴黎天文台宇宙论与天体物理学实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，巴黎第七大学，索邦巴黎西岱大学）
本研究基于核能量密度泛函理论的统一物态方程BSk24，发现中子星壳层会显著降低低质量星的勒夫数$k_2$，且该效应主要源于半径增大而非物态方程，由此可仅用均匀物质物态方程估算实际中子星的$k_2$。
2020-01-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Pasta phases in neutron stars under strong magnetic fields
在目前的工作中，我们考虑在相对论平均场描述的框架内的强磁场的存在下，在中子星的地壳最内层的核物质。为了讨论状态方程对地壳结构的密度依赖性，考虑了两种对称能斜率不同的模型。用共存相方法描述了$β$平衡态中的非均匀物质，并讨论了包含反常磁矩的影响。五个不同的几何形状的面食结构被认为是。结果表明，强磁场引起中子星的内壳的扩展，与一个存在于零磁场的一个以上的一系列断开的非均匀物质区域的出现。此外，我们观察到，在这些不连续的区域中，对于某些值的磁场，所有五种不同的团簇几何形状发生，气体密度接近团簇密度。此外，中子星壳核过渡处的压力比零磁场下的压力大得多。强磁场存在的另一个显著影响是质子分数的增加，有利于质子在气体背景中的出现。
2022-02-11 astro-ph.HE nucl-th
Modern meson--exchange potential and superfluid neutron star crust matter
在这项工作中，我们研究中子星壳的性质，在那里的物质预计是由超流中子和相对论电子的均匀背景包围的核。原子核排列在库仑晶格中，人们相信这种晶格结构对中子星壳内中子物质的比热有很大影响。利用现代介子交换势的局部密度近似的框架下，我们计算的中子比热占各种形状的库仑晶格，从球形到非球形的核形状。我们发现，一个现实的核子-核子势导致显着增加的中子比热相对于假设一个均匀的中子分布。地壳的非球形相的增加最大。这些结果可能对年轻中子星的热历史产生影响。
1995-09-21 nucl-th
Neutrino Emission from Neutron Stars
本文综述了中子星壳核中的主要中微子发射机制。其中包括一些著名的反应，如地壳中电子与原子核碰撞的电子正电子湮没、等离子体衰变、中微子韧致辐射，以及地核中核子-核子碰撞的Urca过程和中微子韧致辐射。着重介绍了近年来的理论成果，如电子在库仑晶体中散射引起的中微子发射的能带结构效应。我们考虑的标准组成的物质（中子，质子，电子，μ子，超子）的核心，也是外来成分的情况下，如π或K介子凝聚和夸克物质。本文讨论了核子超流性对中微子发射率的降低，以及超流粒子的库珀配对产生的中微子比发射。我们还分析了强磁场对一些反应的影响，如直接Urca过程和电子的中微子同步辐射。结果以便于实际应用的形式给出。我们举例说明了各种中微子反应对中子星冷却的影响。特别是，地壳中的中微子发射对于设定地核和地壳之间的初始热弛豫至关重要。最后，我们讨论了探索超核物质的性质，面对冷却模拟与孤立的中子星的热辐射观测的前景。
2000-12-06 astro-ph nucl-th
Entrainment parameters in cold superfluid neutron star core
流体动力学模拟的中子星核心，根据两种流体的描述，在一个中子-质子超流混合物，需要的Andreev-Bashkin夹带矩阵的知识，其中涉及的一个组成部分的动量的电流的两个组成部分。这个矩阵是在能量密度泛函理论的框架内，在零温度和小相对电流的限制下，导出的任意核不对称性。Skyrme能量密度泛函被认为是一个特殊的情况。得到了卷吸参数和各种有效质量的一般解析式。这些公式被应用到一个中子星的液体核心，由一个均匀的等离子体的核子，电子和可能的μ子在β平衡。
2006-09-13 astro-ph nucl-th
Neutron Stars and Quantum Billiards
在亚核密度下的均匀中子物质在形成不均匀性时变得不稳定。根据中子密度的平均值，人们可以观察到嵌入中子气体中的气泡、棒、管或板的外观。我们估计了这些中子物质相的基态能量的量子修正（可以称为壳修正或卡西米尔能量）。计算是通过评估Gutzwiller迹公式的状态密度的最短周期轨道的贡献。对中子物质基态能量的量子修正的大小与各相之间的能量差在同一数量级。
2000-08-21 astro-ph nlin.CD nucl-th
Entrainment effects in neutron-proton mixtures within the nuclear-energy density functional theory. I. Low-temperature limit
在自洽核能-密度泛函理论框架下研究了冷中子-质子混合物中的相互卷吸效应。直接从含时的Hartree-Fock方程导出了质量流的精确表达式，对均匀和非均匀系统都有效。与费米液体表达式的等价性也被证明。专注于中子星的核心，一个方便和简单的分析配方的夹带矩阵的等矢量有效质量方面被发现，从而允许有关夹带现象在中子星等矢量巨偶极共振在有限的核。与不同的泛函得到的结果。其中包括最近计算出的中子星的统一状态方程所对应的M-M泛函。
2021-02-04 astro-ph.HE nucl-th
Relativistic Equation of State of Nuclear Matter for Supernova and Neutron Star
利用相对论平均场理论，在宽密度、温度范围内，采用不同的质子分数，建立了适用于超新星模拟和中子星计算的核物质物态方程。我们首先建立了均匀核物质的状态方程。然后，我们用费米子近似来描述非均匀物质，其中重核与自由核子气体一起形成。我们讨论的结果自由能，压力和熵在广泛的天体物理学的兴趣。作为一个例子，我们将所得的状态方程应用于中子星的性质，通过使用奥本海默-勒夫方程。
1998-05-20 astro-ph nucl-th
Inner edge of neutron-star crust with SLy effective nucleon-nucleon interactions
利用Skyrme SLy有效N-N相互作用研究了处于完全热力学平衡的固体地壳（冷催化物质）与中子星液核之间的边界。从均匀$npe$物质不稳定性的阈值出发，得到了地壳内缘密度的近似值。地壳底层的计算是在可压缩液滴模型中进行的。球形核在能量上优于奇异核（圆柱体、板、管、气泡），直到地壳的内缘，密度为0.08 fm^{-3}。
2000-06-09 astro-ph nucl-th
Phase separation in low-density neutron matter
几十年来，人们对低密度中子物质进行了广泛研究，以期更好地了解中子星壳和富中子核的性质。中子物质是实验无法控制的，但在过去的十年里，已经有可能在接近低密度中子物质的状态下创造出费米超冷原子气体系统。在这两种情况下，配对是显着的，使简单的微扰方法不可能适用，并需要从头算微观模拟。原子实验也探测了极化物质。在这项工作中，我们研究人口不平衡的中子物质（可能与磁星和原子核的密度泛函有关）到达最低的能量配置。对于小到中等的相对分数的系统原来是完全正常的，而超出临界极化，我们发现部分极化正常的中子气体和平衡的超流气体之间的相共存。与冷原子一样，均匀极化超流体接近稳定，但在相分离方面不稳定。我们还研究了临界极化对密度的依赖关系。
2012-01-17 cond-mat.quant-gas nucl-th
Unified description of neutron superfluidity in the neutron-star crust with analogy to anisotropic multi-band BCS superconductors
传统上研究中子星内壳的中子超流性时，考虑的是均匀的中子物质或球形Wigner-Seitz盒中的少量核子。与最近发现的多带超导体相类比，我们求解了各向异性多带BCS带隙方程和Bloch边界条件，从而提供了一个统一的描述，同时考虑到自由中子和核团簇。我们用Hartree-Fock-Bogoliubov核质量模型HFB-16的有效相互作用进行了计算。我们已经发现，即使存在的不均匀性降低了中子配对间隙，减少是远远低于以前的计算预测使用维格纳-塞茨近似。我们研究了超流性随温度升高而消失的现象。作为应用，我们计算了中子比热，这是模拟新生中子星热演化的重要组成部分。这一工作为中子星壳中超流性的实际计算提供了一个新的方案。
2010-02-19 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
