Quark deconfinement transition in neutron stars with the field correlator method
在大质量中子星的核心中，物质与退禁闭夸克的强相互作用相被认为是存在的。本文研究了冷（T = 0）中子星物质中强子-夸克相变，并计算了混合星的各种结构性质。对于夸克相位，我们利用一个状态方程（EOS）导出的场关联函数方法（FCM）最近扩展到非零重子密度的情况下。对于强子相，我们认为纯核子和超子物质，我们推导出相应的EOS内的相对论平均场方法。我们利用测量的中子星质量，特别是PSR J1614 - 2230的质量$M = 1.97 \pm 0.04 \, M_\odot$来约束胶子凝聚体$G_2$的值，这是FCM中的EOS参数之一。我们发现从PSR J1614 - 2230的质量测量中提取的$G_2$的值与最近的格点量子色动力学计算的零重子化学势下退禁闭跃迁温度在FCM中得到的相同量的值是一致的。因此，FCM提供了一个强有力的工具，连接QCD的时空晶格上的测量中子星质量的数值计算。
2013-08-31 astro-ph.SR hep-lat hep-ph
Influence of scalar-isovector delta-meson field on quark phase structure in neutron stars
研究了致密星内部强子物质到夸克物质的解除禁闭相变。在相对论平均场（RMF）理论的框架下描述强子相，同时考虑标量-等矢量δ介子有效场。使用描述夸克相位的MIT袋模型。探讨了δ介子场的存在对相变参数的影响。最后，讨论了由于解除禁闭相变和δ介子场的引入而引起的混合星积分和结构参数的变化。
2010-07-26 astro-ph.SR nucl-th
Properties of High-Density Matter in Neutron Stars
这篇简短的评论旨在简要概述被认为存在于中子星超致密中心的各种物质状态。特别强调夸克解除禁闭在中子星中的作用，以及可能存在由绝对稳定的奇异夸克物质组成的致密星（奇异星）。讨论了区分中子星和夸克星的天体物理现象，并探讨了在中子星中是否会发生夸克解除禁闭的问题。结合观测到的天体物理数据，这些研究对于描绘压缩重子物质的复杂结构以及对这种物质的基本未知状态方程施加严格的约束是非常宝贵的。
2014-08-01 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Deconfinement Phase Transition under Chemical Equilibrium
在这项工作中，我们研究如何与轻子化学平衡的假设影响解除禁闭的相变夸克物质。这是在手征平均场模型（CMF）的框架内完成的，允许非零净奇异性，对应于天体物理学场景中发现的条件。我们用温度、重子化学势、电荷或同位旋分数或化学势建立了三维QCD相图，以显示在化学平衡的特殊情况下，例如在冷催化中子星内部建立的情况下，退禁闭区域如何坍缩成一条线。
2020-11-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-th
Explaining the thermal emission of old neutron stars with rotochemical heating and magnetized superconducting protons
Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación（教育与科学都市大学）；Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP)（天体物理学与行星学研究所在）；Indiana University（印第安纳大学）
研究发现，老中子星的热辐射可通过旋转化学加热和磁化超导质子机制解释，质子配对间隙较大而中子间隙较小，毫秒脉冲星需弱磁场。
2026-01-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spindown of Isolated Neutron Stars: Gravitational Waves or Magnetic Braking?
我们研究了孤立中子星在两个因素驱动下的自旋降速：（i）由于r-模的引力波发射和（ii）磁制动。在孤立中子星的背景下，我们提出的第一个研究包括自洽的自旋演化的r-模式的磁阻尼。我们跟踪自旋演化采用RNS代码，它占旋转结构的中子星的各种状态方程。我们发现，尽管由于磁场的强阻尼，r模式改变制动率从纯磁制动B<10^{13}G。对于饱和振幅的实际值，r-模式也可以减少达到夸克解除禁闭的阈值中心密度的时间。在一个唯象模型中，我们评估了磁化中子星的r模驱动自旋下降所产生的引力波形。为了与自旋下降阶段的持续信号形成对比，我们还对夸克-强子相变产生的瞬态引力波信号进行了初步估计，它可能是中子星内部夸克解除禁闭的信号。
2012-02-21 astro-ph.SR nucl-th
Analytic heating rate of neutron star merger ejecta derived from Fermi's theory of beta decay
在双中子星合并中产生的巨超新星（千超新星）是由数百种$r$过程核素的放射性β衰变提供动力的。我们利用费米的β衰变理论导出了核加热率的解析估计。我们表明，加热速率的演变之间的$t^{-6/5}$到$t^{-4/3}$的幂律。加热速率的总体大小由核量的平均值决定，例如，β衰变的核基质元素。这些值是通过使用核实验数据来指定的。我们讨论了高阶β跃迁的作用和幂律的鲁棒性。加热速率的稳健和简单的形式表明，观测到的后期测辐射热光变曲线$\propto t^{-\frac{4}{3}}$将是一个$r$过程驱动的macronova的直接证据。这样的观测也可以使我们能够估计合并过程中产生的$r$过程核的总量。
2017-01-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Energy Release Associated with Quark Phase Transition in Neutron Stars: Comparative Analysis of Maxwell and Glendenning Scenarios
我们研究了夸克解除禁闭相变引起的致密星内部结构和可观测特征的变化。在改进的相对论平均场（RMF）理论下，我们研究了包含标量矢量δ介子有效场的同位旋非对称核物质的性质.为了描述夸克相位，我们采用改进的MIT袋模型，在单胶子交换近似下考虑了袋内u、d和s夸克之间的相互作用。我们计算的能量释放的corequake的两种情况下的解除相变的情况下，对应于麦克斯韦型普通的一阶相变和相变与形成的混合夸克-强子相（格伦登宁方案）。
2012-07-15 astro-ph.SR nucl-th
Fallback Accretion Halted by R-process Heating in Neutron Star Mergers and Gamma-Ray Bursts
具有macronova/kilonova的引力波事件GW 170817表明，两颗中子星的合并产生了具有放射性的物质，包括$r$过程的核合成。一部分喷出物不可避免地落回中心物体，可能为短伽马射线暴（sGRB）的长期活动提供动力，例如延长和平台发射。我们调查的回退吸积与$r$过程加热进行一维流体动力学模拟和开发一个半解析模型。我们发现，通常的回落率$dM/dt \propto t^{-5/3}$停止加热，因为压力梯度加速喷出物超过逃逸速度。抑制是陡峭的比Chevalier的幂律模型，通过邦迪吸积在一个转身半径。特征停止时间尺度为$\sim 10^5$ --类似GW 170817的$r$过程加热的$10^9$秒，其足够长以继续sGRB的持久发射。停止时间刻度对$r$过程的不确定性敏感。未来对回退停止的观测可能会限制年尺度上的$r$过程加热。
2021-09-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Vortex Creep Heating in Neutron Stars
本研究提出中子星壳内超流涡旋线蠕变摩擦加热机制，通过观测年老中子星温度验证，发现加热光度与角速度变化率成正比，且比例常数$J$与理论计算一致。
2023-08-30 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Magnetars: super(ficially) hot and super(fluid) cool
我们研究在何种程度上推断的磁星表面温度在静止可以限制在中子星的核心和磁场衰变的作用的超流体的存在。通过对中子星冷却过程进行详细的模拟，我们发现，极强的加热场衰变的核心不能产生高的表面温度，也不能延迟中子超流性的发生。我们验证了Kaminker等人的结果，即，高磁星表面温度需要在中子星壳中加热，并且壳加热与核中的冷却/加热分离。因此，由于地壳加热掩盖了核心加热，因此不可能纯粹从高表面温度得出磁星核心处于非超流状态的结论。从我们的内部温度演化和质子超导性的核心后，我们发现，中子超流性的核心发生在中子星形成后不到几百年。在磁场< 10^16 G时，由于核心磁场衰减，该起始时间不受加热的影响。因此，所有已知的中子星，包括磁星在内，如果没有一个包含奇异粒子的核心，应该有一个由超流中子和超导质子组成的核心。
2012-08-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Smoke and mirrors: Neutron star internal heating constraints on mirror matter
镜像扇区已经被提出来解决暗物质、重子生成和中子寿命异常的问题。在这项工作中，我们研究了一种新的，强大的镜像中子探针：中子星温度。当中子星核心的中子在碰撞过程中转化为镜像中子时，核子费米海中留下的空位会被更有能量的核子重新填充，在这个过程中释放出大量的热量。我们从最冷的中子星PSR 2144 $-$ 3933（低于40，000开尔文）的观测中推导出一个新的中子-镜像-中子混合允许强度的约束条件。我们的限制竞争与实验室搜索中子-镜像中子转换，但适用于一系列的中子和镜像中子之间的质量分裂是19个数量级以上。这种加热机制也与其他中子消失通道（如奇异中子衰变）有关，为即将到来的紫外、光学和红外望远镜研究冷中子星的热发射提供了一个引人注目的物理目标。
2021-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Rotochemical heating with a density-dependent superfluid energy gap in neutron stars
当旋转的中子星失去角动量时，离心力的减少使其收缩。这扰动了每个流体元素，提高了局部压力并导致偏离β平衡，引起释放热量的反应（旋转化学加热）。费尔南德斯和赖森格以前曾研究过这种效应，他们研究的是非超流物质的中子星，而彼得罗维奇和赖森格研究的是超流物质，发现两种情况下的系统都达到了准稳态，对应于压缩（由于角动量的损失）和试图恢复平衡的反应之间的部分平衡。然而，Petrovich和Reisenegger假设超流体能隙的值是恒定的，而理论模型预测的是依赖于密度的能隙振幅，因此能隙取决于恒星的位置。在这项工作中，我们试图区分几个建议的差距模型，比较预测的表面温度测量值最近的毫秒脉冲星，J 0437 -4715。
2010-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Heating neutron stars with GeV dark matter
老中子星（NS）可能捕获晕暗物质（DM），并被沉积的动能加热，因此表现得像一个热DM探测器，对广泛的DM质量和各种DM-夸克相互作用敏感。不久的将来，红外望远镜将测量NS温度下降到几千开尔文和探测NS加热DM捕获。我们专注于GeV质量狄拉克费米子DM（这是超出了目前DM直接检测实验）的情况下，DM捕获率可以饱和的几何限制。具体而言，我们研究了（1）一个模型，调用暗衰变的中子来解释中子寿命异常，（2）DM的框架耦合到夸克通过矢量流门户。在中子暗衰变模型中，NS可以具有大量的DM布居，使得即使DM-中子散射截面很小，DM俘获率也可以通过DM自相互作用达到几何极限。我们发现NS加热有更大的灵敏度比多π介子签名在大型地下探测器的中子暗衰变模型，和子GeV的伽马射线签名的夸克矢量门户模型。
2020-06-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Cooling Theory Faced with Old Warm Neutron Stars: Role of Non-Equilibrium Processes with Proton and Neutron Gaps
最近的观测已经发现了几个古老的温暖中子星的候选者，它们的表面温度高于标准中子星冷却方案的预测，因此需要一些加热机制。受这些观测的启发，我们研究了中子星在最小冷却情况下的非平衡β过程，这在中子星中是不可避免的。这种非平衡过程在中子星的核心产生了晚期加热，称为旋转化学加热，并显著改变了中子星表面温度的时间演化。为了对这种加热效应进行现实的分析，我们同时在计算这个过程的速率和发射率时考虑了单线态质子和三线态中子的配对间隙，其中还考虑了这些配对间隙对核子密度的依赖性。然后，我们将预测的中子星表面温度与最新的观测数据进行比较。我们发现同时包含质子和中子能隙有利于解释古老的温暖中子星，因为它增强了加热效应。然后发现，旧的温暖毫秒双星J2124-3358和J 0437 -4715的观测到的表面温度，解释了各种选择的核子间隙模型。通过选择每个中子星的初始自转周期，同样的设置与普通中子星的观测温度兼容，包括古老的温暖中子星J 0108 -1431和B 0950 +08。特别地，如果J2144-3933的初始周期为$\gtrsim 10\,\mathrm{ms}$，则可以满足J2144-3933的表面温度上限。
2020-02-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Effects of hyperon potentials and symmetry energy in quark deconfinement
本文利用 chiral model 研究低密度核实验结果对大密度下状态方程及夸克退禁闭的影响，发现对称能斜率显著改变退禁闭临界化学势，而超子势参数影响不显著。
2024-02-12 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Thermal Evolution of Neutron Stars as a Probe of Physics beyond the Standard Model
中子星的热演化是研究超越标准模型的物理问题的一个探索。首先，我们详细回顾了NS的标准冷却理论，重点是核子超流性的作用。然后我们讨论了轴子和暗物质（DM）的非标准演化，轴子的产生增强了冷却，而DM吸积导致NS加热。为了评估DM加热的效果，我们需要将其与旋转化学加热进行比较，旋转化学加热是由NS中的平衡β过程引起的。在本论文中，我们还研究了中子和质子超流性下的旋转化学加热。
2020-03-18 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Non-congruence of the nuclear liquid-gas and deconfinement phase transitions
具有多于一个全局守恒电荷的一阶相变（PT），所谓的非全等PT，与全等PT相比具有特征差异（例如，相图的维数、临界点和端点的位置和性质）。在这篇文章中，我们研究了在亚饱和密度下核液-气PT的非一致性和在高密度和/或高温度下的解禁闭PT，与重离子碰撞和中子星有关。对于第一个PT，我们使用FSUgold相对论平均场模型，对于第二个PT，我们使用相对论手征SU（3）模型。手征SU（3）模型是解禁闭PT的少数几个模型之一，它包含任意比例的夸克和强子（即“解”），并在临界点以上给出从纯强子到纯夸克物质的连续跃迁。本研究表明了两个具有上临界点的PT的非一致性应用概念的普遍性，并说明了不同的典型尺度。此外，我们发现了一个原则之间的区别的液-气和解除禁闭PT：在普通的范德华类PT，解除禁闭PT的相共存线在压力-温度平面内有一个负斜率。作为另一个定性的区别，我们发现，非全等功能的解除限制PT变得消失的临界点附近的小。
2013-06-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Rotochemical heating of millisecond and classical pulsars with anisotropic and density-dependent superfluid gap models
当旋转的中子星失去角动量时，离心力的逐渐减小使它收缩。这扰动了每个流体元素，提高了局部压力并导致偏离β平衡，引起释放热量的反应（旋转化学加热）。Fernández & Reisenegger（2005）在非超流中子星中研究过这种效应，Petrovich & Reisenegger（2010）在超流毫秒中子星中研究过这种效应。这两项研究都发现，类星体达到了一个准稳态，在这个准稳态中，使物质脱离β平衡的压缩被试图恢复平衡的反应所平衡。我们通过考虑超流能隙的密度依赖性和各向异性的影响来扩展以前的研究，对于主导反应是修改的Urca过程的情况，质子是非超导的，并且中子超流性由文献中提出的模型参数化。通过与毫秒脉冲星PSR J 0437 -4715的表面温度和21个经典双光子星的上限温度的比较，我们发现毫秒脉冲星只能用有效能隙最大的模型（B型模型）来解释，经典双光子星则需要能隙在某个角度消失的模型（C型模型）和两种不同的包线组成。因此，没有一个单一的中子超流性模型可以同时解释非吸积中子星的所有观测结果的热发射，这可能是由于我们忽略了质子超导性。
2014-11-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mapping crustal heating with the cooling lightcurves of quasi-persistent transients
监测中子星瞬态的静态发射，并伴随足够长的吸积爆发，以显着加热中子星地壳，为致密物质物理学开辟了新的前景。在本文中，我们构建模型的热弛豫的中子星地壳结束后，一个旷日持久的吸积爆发。我们证实了Shternin等人的发现，中子星壳的导热性很高，与低杂质参数相一致。我们描述了设定冷却光曲线的破幂律形式的基本物理学。初始的幂律衰减给出了一个直接测量的温度分布，因此在爆发期间的热通量，在外壳。破裂的时间，在爆发后数百天，对应于固体从经典晶体转变为量子晶体的热时间，接近中子滴。通过拟合KS 1731-260和MXB 1659-29的冷却光变曲线，详细计算了它们的地壳参数约束。我们对光变曲线的拟合要求中子对地壳内部的热容没有显著的贡献，并提供了支持整个地壳内部存在中子超流体的证据。我们对这两个来源的拟合表明，内地壳中存在一个有序统一的杂质参数。
2009-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Warming Nuclear Pasta with Dark Matter: Kinetic and Annihilation Heating of Neutron Star Crusts
中子星是下一代暗物质绝佳的热侦测器，在其深引力阱中加速到相对论速度的暗物质的散射和湮灭会加热中子星。然而，中子星核心的动力学是不确定的，这使得目前很难明确计算该区域的暗物质散射。另一方面，中子星外层的物理学，地壳，更有力地理解。我们发现，仅与低密度地壳散射的暗物质仍然会将中子星动力学加热到未来望远镜可探测到的红外温度。我们发现，对于自旋无关和自旋相关的散射核子，地壳只有横截面的灵敏度是$10^{-43} - 10^{-41}$ ~cm $^2$的暗物质质量为100兆电子伏$-$ 1 PeV，与最好的灵敏度所产生的暗物质散射地壳成分称为核面食（包括gagelchi，意大利面条，和千层面阶段）。对于质量从10 eV到1 MeV的暗物质，灵敏度为$10^{-39} - 10^{-34}$ ~cm $^2$，它是由地壳内中子超流体中激发集体声子模引起的。此外，对于任何$s$波或$p$波湮灭暗物质，我们表明，暗物质将有效地湮灭热化只是与中子星地壳，无论是否暗物质曾经与中子星核心散射。这意味着任何具有高达200 MeV非弹性质量分裂的电弱相互作用暗物质，包括希格斯玻色子，都能在中子星中有效湮灭。我们的结论是，中子星壳在中子星的暗物质散射和湮灭中起着关键作用。
2020-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Rotochemical heating in millisecond pulsars: modified Urca reactions with uniform Cooper pairing gaps
背景：当旋转的中子星失去角动量时，离心力的减少使它收缩。这扰动了每个流体元素，提高了局部压力，并导致偏离β平衡，从而提高了中微子的发射率并产生了热能。这种机制被称为旋转化学加热，以前曾对非超流物质的中子星进行过研究，发现它们达到了准稳态配置，其中自旋下降改变平衡浓度的速率与中微子反应恢复平衡的速率相同。目的：本文描述了在只允许修正的Urca反应的情况下，具有空间均匀的中子能隙Δ n和质子能隙Δ p的Cooper对对在毫秒级微扰（MSP）中的旋转化学加热的热效应。由此，我们可以确定产生不同热演化的MSP所需的中子和质子的超流能隙的幅度。结果如下：我们发现，恒星中的化学不平衡增长到阈值Δ_{thr}= min（Δ_n+ 3Δ_p，3Δ_n+Δ_p），这比没有超流时的准稳态要高.因此，超流MSPs比非超流MSPs需要更长的时间才能达到准稳态，并且在这种状态下具有更高的光度，由L_γ~（1-4）10^{32}Δ_{thr}/MeV \dot{P}_{-20} / P_{ms} ^3 erg s^-1给出。在0.05 MeV<Δ thr <0.45 MeV的条件下，我们可以解释PSR J 0437 -4715的紫外发射。
2010-06-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Strong neutrino cooling by cycles of electron capture and $β^-$ decay in neutron star crusts
吸积中的中子星外壳（包括其最外层的一公里）的温度是由高密度核反应加热、中微子冷却和来自内部的热传输决定的。被加热的地壳被认为会影响较浅深度的可观测现象，例如吸积包层中的热核爆发。在这里，我们报告说，电子捕获和它的逆周期，$β^-$衰变，涉及富中子核在一个典型的深度约150米，冷却外中子星地壳发射中微子，同时也热去耦的表层从更深的地壳。这种Urca机制已经在白矮星和Ia型超新星的背景下进行了研究，但迄今为止还没有考虑过中子星，因为以前的模型使用零温度近似计算地壳反应，并假设在任何给定的深度只有一个单一的核物种。这种热退耦意味着X射线爆发和其他地表现象在很大程度上与地壳深部加热的强度无关。因此，观测到的高能热核超级爆发的重现时间出乎意料地短，大约为几年，并不是热地壳的指示，而是指向中子星表面附近未知的局部加热机制。
2013-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star heating vs. HST observations
Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教宗座大学）；Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación（教育科学都会大学）；Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP)（天体物理学与行星学研究所在）；Indiana University（印第安纳大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）；Texas State University（德克萨斯州立大学）
研究通过计算中子星的热演化，探讨加热机制对观测到的高温度的解释，发现单一机制无法解释所有源，提出结合旋转化学加热与涡旋蠕变的模型能解释多个脉冲星。
2025-11-20 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Equation of State at High-Baryon Density and Compact Stellar Objects
在这篇文章中，我回顾了紧凑型恒星和重子密度物质之间的联系，重点是天体物理观测的夸克物质解除禁闭。我讨论现代成分，仓库，和约束的中子星状态方程。最后，我画了在中子星合并和重离子碰撞中产生的致密和热物质之间的比较，以及定量地建立它们之间的联系的可能性。
2022-06-30 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
High-Energy Phase Diagrams with Charge and Isospin Axes under Heavy-Ion Collision and Stellar Conditions
在没有化学平衡假设的一般情况下，我们研究了从强子到夸克物质的相变。在手性平均场（CMF）模型的背景下，结合手征对称性恢复和解除禁闭，研究了净奇异性对电荷和同位旋分数、化学势和温度的影响.在何种程度上，这些量的探测过程中解除限制的条件下，预计存在于质子中子星，二进制中子星合并，和重离子碰撞进行了分析，通过建设的3维相图。
2020-10-11 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
