零温下超流核子-超子混合物的相对论卷吸矩阵

相对论模型中超流中子星卷吸的同位旋依赖性

Isospin dependence of entrainment in superfluid neutron stars in a relativistic model

在相对论模型下，采用双流体理论，研究了中子星内部由质子和电子组成的荷电中性流体（称为质子流体）与超流中子之间的卷吸效应，其中重子-重子相互作用是通过$σ$、$ω$和$ρ$介子交换来实现的.这种强相互作用模型也包括标量自相互作用。使用Glendenning（GL）和另一种非线性（NL 3）相互作用的参数集计算夹带矩阵和夹带参数。在超流中子星中，$ρ$介子的加入强烈地影响着卷吸参数（$ε_{mom}$）。卷吸参数在核心处是恒定的，在表面处迅速下降。它取物理范围内的值。

具有超流卷吸的脉冲星微分自转的轴对称方程

Axially symmetric equations for differential pulsar rotation with superfluid entrainment

在这篇文章中，我们提出了一个分析的两个组件模型的脉冲星旋转动力学。在轴对称的假设下，实现了一个近轴阵列的直涡线程整个中子超流体，我们能够准确地投影到一个一维圆柱形的三维流体动力学问题。在存在密度相关的卷吸的超流旋转是非柱状的：我们绕过这一点，通过使用一个辅助的动态变量直接关系到涡的面密度。主要结果是一个系统的微分方程，始终考虑到分层的球形结构的恒星，动力学效应的非均匀夹带，微分旋转的超流组件及其耦合到正常地壳。这些方程代表了一个数学框架，在这个框架中，可以定量地测试稳定涡旋阵列存在的宏观后果，这是一个广泛用于毛刺模型的工作假设。即使没有明确地求解方程，我们也能够得出一些一般的定量结论;特别是，我们证明了角动量的储备（对应于最近的钉扎力值）足以重现在船帆座脉冲星中观察到的最大故障，只要它的质量不是太大。

基于Brussels-Montreal泛函的超流体中子星核心中$^1$S$_0$对能隙、化学势和曳引矩阵

$^1$S$_0$ pairing gaps, chemical potential and entrainment matrix in superfluid neutron-star cores for the Brussels-Montreal functionals

该研究通过数值求解含时Hartree-Fock-Bogoliubov方程，自洽计算了中子星外核超流体的$^1$S$_0$对能隙等物理量，为中子星核心建模提供了自洽微观输入。

超流卷吸脉冲星旋转

Pulsar rotation with superfluid entrainment

大的脉冲星故障（就像在船帆座探测到的那些）被认为是存在于成熟中子星内部的超流成分的结果。然而，强烈的夹带挑战这一图景。我们研究的卷吸的角动量，可以在正常的组件和超流之间交换的故障期间通过一致的全球模型的影响。这允许估计存储到超流组成部分的恒星的最大角动量水库：基本成分是新计算的介观钉扎力，阻止超流涡在地壳中的中子星。这种方法也可以提供一个定量的测试旋转中子星的全球模型，以及文献中存在的微物理输入（如夹带参数和钉扎力）。

稳态超流中子星的广义相对论物态方程数值模型

Numerical models for stationary superfluid neutron stars in general relativity with realistic equations of state

我们提出了一个数值模型均匀旋转的超流中子星，第一次与现实的微观物理，包括夹带，在一个完全广义相对论的框架。我们计算的静态和轴对称配置的中子星组成的两种流体，即超流中子和带电粒子（质子和电子），以不同的速度绕着一个共同的轴旋转。两种流体通过夹带耦合，夹带是一种非耗散相互作用，在流体之间的相对速度不为零的情况下，这种非耗散相互作用导致流体动量与相应的流体速度不一致。我们扩展了Comer和Joynt（2003）的形式，以计算任意相对速度的状态方程（EoS）和夹带参数。所得到的夹带矩阵满足所有必要的和规则，并在小的相对速度的限制，我们的结果符合费米液体理论的，推导出的速度最低阶。这种形式主义适用于两个新的核状态方程的数值模型中实施。我们能够得到精确的平衡构型。由此产生的密度分布和惯性矩进行了讨论，采用两个EOS，显示夹带的影响和对EOS的依赖。

超流超子星的振荡：退耦方案和g模

Oscillations of superfluid hyperon stars: decoupling scheme and g-modes

本文采用Gusakov & Kantor和Gusakov等人提出的方法，分析了广义相对论超流超子星的振荡，并将其推广到核子-超子物质。我们发现，控制振荡的方程可以分裂成两个弱耦合系统的耦合参数$s_{\rm e}$，$s_{\rm μ}$，和$s_{\rm str}$。解耦合近似$s_{\rm e} = s_{\rm μ} = s_{\rm str} = 0$可以大大简化恒星振荡谱的计算。通过对由中子（n）、质子（p）、电子（e）、μ子（$μ$）以及$\rm Λ$、${\rm Ξ}^-$和${\rm Ξ}^0$ -超子组成的核子-超子物质中声速的计算，说明了该方案的有效性.然而，重力振荡模式（g-模式）不能在这种方法中处理，我们单独讨论它们。本文首次研究了具有$\rm npeμΛ$核的超流超子星中的g-模的组成，并指出在这种超子星中存在两种g-模（μ子模和$Λ$-超子模）。我们还计算了g模谱，发现超流g模的本征频率$ν$可以非常大（对于一个考虑的恒星模型，可达$ν\approx 742~{\rm Hz}$）。

Resonance suppression of the r-mode instability in superfluid neutron stars: Accounting for muons and entrainment

We calculate the finite-temperature r-mode spectrum of a superfluid neutron star accounting for both muons in the core and the entrainment between neutrons and protons. We show that the standard perturbation scheme, considering the rotation rate as an expansion parameter, breaks down in this case. We develop an original perturbation scheme which circumvents this problem by treating both the perturbations due to rotation and (weak) entrainment simultaneously. Applying this scheme, we propose a simple method for calculating the superfluid r-mode eigenfrequency in the limit of vanishing rotation …

Entrainment effects in neutron-proton mixtures within the nuclear-energy density functional theory. II. Finite temperatures and arbitrary currents

Mutual entrainment effects in hot neutron-proton superfluid mixtures are studied in the framework of the self-consistent nuclear energy-density functional theory. The local mass currents in homogeneous or inhomogeneous nuclear systems, which we derive from the time-dependent Hartree-Fock-Bogoliubov equations at finite temperatures, are shown to have the same formal expression as the ones we found earlier in the absence of pairing at zero temperature. Analytical expressions for the entrainment matrix are obtained for application to superfluid neutron-star cores. Results are compared to those ob…

涡旋蠕动对环形通量线、地壳卷吸和脉冲星闪变的影响

Vortex Creep Against Toroidal Flux Lines, Crustal Entrainment, and Pulsar Glitches

在中子星核心的质子超导体中，一定存在一个环形取向的量子化通量线区域。这一区域将是涡钉扎和蠕变的场所。中子超流与地壳晶格的卷吸导致与涡旋蠕动相关的超流转动惯量的要求超过可用的地壳转动惯量。这将对状态方程产生约束。环形通量区域提供了必要的转动惯量，以补充地壳超流体，其后突波弛豫行为符合观测结果。

单个故障部分转动惯量的夹带系数

Entrainment factor on individual glitch fractional moment of inertia

假设中子星内壳中的超流体是脉冲星突变释放的动量的储存库。最近，由于地壳卷吸，内地壳的大小是否足以包含导致大故障的超流体是有争议的。本文计算了与个别故障相关的部分转动惯量（FMI）（即内地壳超流转动惯量与耦合分量的转动惯量之比）。结果表明，与转移动量有关的有效转动惯量是夹带中子的转动惯量。计算了三个具有动量库耗尽特征的小扰动的FMI，并与卷吸因子进行了标度。一些小故障需要内地壳超流体，其转动惯量大于目前建议的恒星转动惯量的7- 10%。

中子星物质自洽含时能带理论的超流体扩展：平板相中的反夹带效应与超流体效应

Superfluid extension of the self-consistent time-dependent band theory for neutron star matter: Anti-entrainment versus superfluid effects in the slab phase

本研究基于超流体扩展的含时密度泛函理论发展了自洽含时超流能带理论，应用于中子星内壳平板相，发现超流性导致平板集体质量大幅降低的反夹带效应，并揭示了准粒子共振新现象。

地壳卷吸与脉冲星闪变

Crustal Entrainment and Pulsar Glitches

脉冲星的频率突变通常被解释为中子超流体渗透内部地壳和恒星其余部分之间的角动量突然转移。尽管没有粘性阻力，中子超流体强烈耦合到地壳由于非耗散卷吸效应。这些影响被证明是严重限制的最大量的角动量，可能会转移期间毛刺。特别是，它被发现，在船帆座脉冲星中观察到的毛刺需要一个额外的水库的角动量。

μ子分层超流中子星中的温度相关r模

Temperature-dependent r-modes in superfluid neutron stars stratified by muons

我们计算了一个缓慢旋转的超流牛顿中子星的有限温度r模谱，忽略了中子和质子液体组分之间的夹带（即，忽略夹带矩阵的非对角元素）。我们表明，“最小”NS核心组成（中子，质子和电子）只有两个$m=2$ r-模式存在--正常模式，这是类似于普通的r-模式在一个nonsuperfluid星，和超流体温度依赖模式。考虑到核心中的μ子极大地改变了振荡谱，导致了一组无限的超流体r模式，其频率随温度而变化。我们表明，正常的r-模式可以表现出避免交叉与超流模式在某些“共振”的温度，在那里它消散强烈，这导致大量抑制的r-模式的不稳定性在这些温度附近。计算并讨论了相应的失稳窗口。

超子核合并超流中子星双星的动力学潮汐及其第三代引力波探测器的探测能力

Dynamical tides in coalescing superfluid neutron star binaries with hyperon cores and their detectability with third generation gravitational-wave detectors

合并中的中子星双星中的动力学潮汐在轨道扫过与单个g模的共振时引起引力波形的相移。与平衡潮汐引起的相移不同，动力潮汐引起的相移对地核的分层、成分和超流状态很敏感。我们扩展了我们以前的研究动力学潮超流中子星的核心超子允许。超子梯度产生了一种新型的复合g模。与由μ子-电子梯度引起的g模相比，由超子梯度引起的g模在核心中集中得更深，因此探测更高密度的区域。我们发现，由于共振激发的超声波模式的相移是~ 10^{-3} rad，一个数量级小于由于μ子模式。我们表明，通过叠加事件，第三代引力波探测器应该能够检测到由于μ子模式的相移。然而，由于超声波模式的强度较小，很难探测到。

中子星壳中的自由中子有多“自由”？它对脉冲星故障意味着什么？

How "free" are free neutrons in neutron-star crusts and what does it imply for pulsar glitches ?

渗透在成熟中子星内壳中的中子超流体预计在脉冲星故障等各种天体物理现象中发挥关键作用。尽管没有粘性阻力，中子超流仍然可以耦合到固体地壳由于非耗散卷吸效应。卷吸对脉冲星故障的解释提出了挑战，并表明可能有必要对其他观测到的中子星现象的解释进行修订。

超音中子星中中子和质子的单重配对能隙

Singlet pairing gaps of neutrons and protons in hyperonic neutron stars

在相对论平均场模型和Bardeen-Cooper-Schrieffer理论下研究了超声波中子星中的$^{1}S_{0}$核超流体。以Reid软核相互作用为核子-核子相互作用，计算了中子和质子的$^{1}S_{0}$配对能隙。我们详细研究了超子自由度对中子星物质中$^{1}S_{0}$核子对能隙的影响。结果表明，超子的出现对$^{1}S_{0}$中子配对能隙的重子密度范围和大小几乎没有影响，质子配对能隙在该区域$ρ_B=0.0-0.393$ fm $^{-3}$也略有减小.然而，如果重子密度变得大于0.393 fm ${^{-3}}$，则$^{1}S_{0}$质子配对间隙明显增大。此外，超子的存在还使质子超流的范围明显扩大。在我们的结果中，超子改变了$^{1}S_{0}$质子配对间隙，这必然改变了中子星的冷却性质。

旋转超流中子星中的温度相关振荡模

Temperature-dependent oscillation modes in rotating superfluid neutron stars

我们计算了慢转超流中子星中惯性振荡模的谱，首次考虑了有限温度和超流中子与质子夹带的影响。我们在牛顿极限下工作，并假设最小的核心组成（中子，质子和电子）。我们还开发了一个近似的方法，允许一个计算的超流r-模式解析。最后，我们推导并分析了超流NS物质中惯性模在短波长极限下的色散关系。

A superfluid perspective on neutron star dynamics

As mature neutron stars are cold (on the relevant temperature scale), one has to carefully consider the state of matter in their interior. The outer kilometer or so is expected to freeze to form an elastic crust of increasingly neutron-rich nuclei, coexisting with a superfluid neutron component, while the star's fluid core contains a mixed superfluid/superconductor. The dynamics of the star depend heavily on the parameters associated with the different phases. The presence of superfluidity brings new degrees of freedom -- in essence we are dealing with a complex multi-fluid system -- and addit…

Andreev-Bashkin超流体中的涡旋

Vortices in Andreev-Bashkin Superfluids

本研究聚焦Andreev-Bashkin曳引效应下的二元超流体溶液，探究其中量子涡旋的稳定性与运动特性，丰富超流体流体动力学研究。

超流中子星的相对论潮汐性质

Relativistic tidal properties of superfluid neutron stars

我们研究了超流中子星的潮汐形变。在考虑夹带效应的广义相对论双流体模型中，我们将中子超流体作为一种流体，另一种流体由质子和电子组成，使其成为电荷中性流体，计算了平衡结构。本文用相对论平均场模型描述重子之间的相互作用是由交换$σ$、$ω$和$ρ$介子介导的物质状态方程。然后，我们研究了恒星上的线性静态$l=2$微扰，按照Hinderer的公式计算了电型Love数。

Thermal evolution of relativistic hyperonic compact stars with calibrated equations of state

A set of unified relativistic mean-field equations of state for hyperonic compact stars recently built in [M. Fortin, Ad. R. Raduta, S. Avancini, and C. Providencia, Phys. Rev. D {\bf 101}, 034017 (2020)] is used to study the thermal evolution of non-magnetized and non-rotating spherically-symmetric isolated and accreting neutron stars under different hypothesis concerning proton $S$-wave superfluidity. These equations of state have been obtained in the following way: the slope of the symmetry energy is in agreement with experimental data; the coupling constants of $Λ$ and $Ξ$-hyperons are det…

快速冷却中子星的延迟热弛豫：核子超流与非核子粒子

Delayed Thermal Relaxation of Rapidly Cooling Neutron Stars: Nucleon Superfluidity and Non-nucleon Particles

本研究通过纳入核子超流和非核子粒子，发现快速冷却中子星在特定条件下出现延迟热弛豫，并利用仙后座A观测约束中子$^3P_2$临界温度上限。

脉动超流中子星的温度效应

Temperature effects in pulsating superfluid neutron stars

研究了有限恒星温度对超流中子星振荡的影响。这些影响的重要性说明了一个简单的例子，径向脉动的广义相对论恒星。两个主要的影响被考虑：（i）温度依赖性的夹带矩阵和（ii）的超流区域的大小随温度的变化。四个模型被认为是，其中包括一个或两个这两个影响。计算了这些模型的脉动谱，并导出了在接近中子超流性临界温度时本征频率的渐近线。它表明，模型，允许的温度效应（ii），但忽略的效果（i），产生不切实际的结果。正常和超流型脉动的本征函数进行了分析。结果表明，超流脉动模式实际上不会出现在中子星表面，因此，很难通过测量调制的电磁辐射从恒星观察。计算了剪切粘性和非平衡修正Urca过程引起的脉动阻尼的e折叠时间，得到了它们在中子临界温度附近的渐近线。结果表明，超流脉动模的阻尼比正常模快1- 3个数量级。

非零温度和磁场下带电和中性玻色凝聚体的混合

Mixing of charged and neutral Bose condensates at nonzero temperature and magnetic field

在致密恒星的内部，质子超导体与中子超流体共存并耦合。从两个复杂的标量场的场论模型-其中之一是带电的-我们推导出一个金兹伯格-朗道势，其中包括两个流体之间的夹带和温度效应的两个标量场和规范场的热激发。Ginzburg-Landau描述，然后用于在外部磁场的存在下的相结构的分析。特别地，我们通过计算各种临界磁场和推导一个近似的通量管相互作用，研究了超流对通量管相位的影响。因此，我们指出了与孤立超导体的天真期望的差异，例如一阶通量管的存在，导致I型和II型超导性之间的区域中的相结构更复杂。