Alfven Wave Mode Conversion in Neutron Star Magnetospheres: A Semi-analytic Approach
本文利用偶极坐标中的 FFE 半解析求解中子星磁层阿尔文简正模式，揭示单个阿尔文波可自发转换为向外传播的球面 fms 波。
2024-04-09 astro-ph.HE
Impact of Neutrino Flavor Conversions on Neutron Star Merger Dynamics, Ejecta, Nucleosynthesis, and Multi-Messenger Signals
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Tennessee Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Università di Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）
本研究探讨中微子味转换对中子星并合过程、喷流、核合成及多信使信号的影响，发现其能显著增加中子富集喷流和r过程产率，并揭示味转换与引力波辐射的关联。
2026-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Fast neutrino flavor conversion, ejecta properties, and nucleosynthesis in newly-formed hypermassive remnants of neutron-star mergers
在两颗中子星并合过程中所释放的中微子会影响流出喷出物的动力学和重元素的核合成。在这项工作中，我们分析的中微子发射特性和条件导致的味道不稳定性的增长合并残留物组成的超大质量中子星和吸积盘在合并后的第一个10毫秒。分析是基于流体动力学模拟，其中包括通过“改进的泄漏平衡吸收计划”（ILEAS）的中微子发射和吸收效应的建模。我们还研究了核合成的重元素通过快速中子捕获过程（r-过程）内的材料在此阶段期间喷出。从合并残余物的$\barν_e$超过$ν_e$的主导发射导致中微子的快速成对味道转换的发生的有利条件，独立于所选择的状态方程或二进制的质量比。核合成结果是非常稳健的，范围从第一个到第三个r-过程峰。特别是，超过$10^{-5}$ $M_\odot$的锶在这些早期喷出物中产生，这可能是GW 170817千诺瓦观测的原因。我们发现，含有自由中子的喷出物的量后，$r$过程冻结，这可能是权力的早期紫外线发射，减少了约10倍时，模拟不包括弱相互作用。最后，所有中微子味之间的潜在味均分主要是发现影响核合成的结果在极性喷出物内$\lesssim 30^\circ$，通过改变产生的铁峰和第一峰核的量，但它不改变其中的镧系元素的质量分数。
2020-11-13 astro-ph.HE
Radio Signals from Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
我们表明，轴子暗物质（DM）可以通过从中子星发射的窄无线电线检测。中子星的磁层拥有一个强大的磁场和等离子体频率，该频率朝着中子星表面增加。当轴子穿过磁层时，它们可以在等离子体频率等于轴子质量的半径附近的狭窄区域内共振转换为无线电光子。信号的带宽由远离中子星的小DM速度色散设定。我们解决了轴子光子混合方程，包括磁化等离子体和相关的各向异性介电张量的全面处理，以获得转换概率。我们讨论了可能的中子星目标，以及它们如何探测质量范围为~0.2-40 $μ$ eV的QCD轴子参数空间。
2018-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Multi-Dimensional Solution of Fast Neutrino Conversions in Binary Neutron Star Merger Remnants
中微子的快速成对转换被预测在中子星合并残留物中是普遍存在的，这对比铁重的元素的核合成具有潜在的重大影响。我们提出了第一个复杂的数值解的中微子味以上的残留磁盘内的（2+1+1）维设置：两个空间坐标，一个角度变量，和时间的演变。我们寻找一个稳定状态的风味配置以上的残余磁盘。尽管线性稳定性分析预测了剩余盘上方任何位置的味道不稳定性，但我们在非线性区域的模拟表明，快速的成对转换导致最小的中微子混合（<1%）;在我们的模型中从未达到味道平衡。重要的是，快速中微子转换在（反）中微子退耦表面边缘附近的局部区域内更为突出，而在残余物的极区几乎可以忽略不计。我们对快速成对转换的作用的研究结果应谨慎解释，因为我们的设置和倡导更现实的框架内进一步的工作固有的近似。
2020-11-16 astro-ph.HE hep-ph
Signatures of photon-axion conversion in the thermal spectra and polarization of neutron stars
在强磁场存在下，光子转化为轴子可以使磁化天体的辐射变暗。在这里，我们进行了详细的计算，旨在量化的光谱，光变曲线和极化的中子星（NS）的光子-轴子转换的签名。我们考虑到能量和角度依赖的转换概率和表面的热发射从NS。后者是从磁化大气模型，包括由于真空偏振的光子偏振模式转换的效果计算。由此产生的光谱模型，包括引力红移和光偏转的广义相对论效应，使我们能够对所观察到的NS光谱，光变曲线和偏振信号的光子到轴子转换的影响作出现实的预测。我们确定了转换的独特特征，例如当热点旋转远离观察者视线时，热点的有效面积增加。对于从整个表面发射的恒星，转换产生的视半径要么大于要么小于（取决于轴子质量和耦合强度）NS状态方程设定的极限。对于一个发射区，观察相位上，光子-轴子转换的结果在反转的偏振平面相对于无转换的情况。虽然我们确定的特征的定量细节取决于NS属性（磁场强度，温度）和轴子参数，光子-轴子转换引起的光谱和偏振签名是独特的，足以使NS非常有趣和有前途的探测器的轴子物理。
2012-01-25 astro-ph.HE hep-ph
Axion-Photon Conversion Signals from Neutron Stars with Spacetime Curvature Accounted for in the Magnetosphere Model
本研究将时空曲率纳入中子星 Goldreich-Julian 磁层模型，量化其对轴子共振转换射电信号的影响，发现高质量中子星可使辐射功率预测平均改变22%–37%。
2025-03-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Resonant axion-plasmon conversion in neutron star magnetospheres
本研究探讨磁星磁层中类似中微子MSW效应的共振轴子-等离子体激元转换对轴子-光子转换射电信号的影响，发现其会降低光子通量和望远镜灵敏度，需重新评估实验约束并改进探测策略。
2025-02-18 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
Phase transitions in neutron star and magnetars and their connection with high energetic bursts in astrophysics
中子星（NS）中从正常强子物质到夸克物质的相变可能会引起一些有趣的现象。致密星可以在其表面有这样的奇异状态（称为奇异星（SS）），或者它们可以有被强子物质包围的夸克核心，称为混合星（HS）。由于合成的SS/HS的物质状态与初始强子物质不同，它们的质量也不同。因此，这种转换导致巨大的能量释放，有时是$10^{53}$尔格的量级。在目前的工作中，我们研究这种转换释放的定性能量。最近的观测揭示了某些恒星的巨大表面磁场，称为磁星。如此巨大的磁场可以修改描述恒星的物质状态方程。因此，磁星的质量不同于正常的NS。中子磁星（NM）向奇异磁星/混合磁星（SS/HS）转换过程中释放的能量与正常NS向SS/HS转换过程中释放的能量不同。本文计算了磁星相变过程中的能量释放。NS到SS/HS转化过程中释放的能量超过NM到SM/HM转化过程中释放的能量。在NS转化为SS的过程中释放的能量总是$10^{53}$尔格的量级。在这种转换过程中释放的能量只能与在伽马射线暴（GRB）期间观察到的能量进行比较。在NM到HM转换过程中释放的能量要小几倍，并且不太可能在宇宙学距离上为GRB提供动力。然而，磁星更有可能从磁极失去能量，并可能产生巨大的耀斑，这通常与磁星有关。
2013-12-05 astro-ph.HE nucl-th
Neutrino Fast Flavor Conversions in Neutron-star Post-Merger Accretion Disks
两颗中子星或一颗中子星与一个恒星质量的黑洞合并时，可能会形成一个致密的吸积盘。从这样的吸积盘流出已被确定为一个主要网站的快速中子捕获（r-过程）核合成和作为源的“红色”千诺瓦排放后，第一次观察到的中子星合并GW 170817。本文采用广义相对论辐射磁流体动力学方法对一个典型的并合后吸积盘进行了长时程模拟，初始吸积速率为$\dot{M}\sim 1\,M_\odot\,\text{s}^{-1}$，并合后吸积时间超过400 ms。我们包括中微子辐射输运，占中微子快速风味转换动态的影响。我们发现无处不在的味道振荡，导致显着更多的中子丰富的流出，提供镧系元素和第三峰r-过程丰度类似于太阳丰度。这提供了强有力的证据，合并后的吸积盘是重r过程元素的主要生产场所。类似的风味效应可以允许增加的镧系元素生产的葡萄酒。这里提出的形式主义也可以用于核心坍缩超新星的模拟，以探索快速转换是加强还是削弱爆炸。
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Imprints of neutrino-pair flavor conversions on nucleosynthesis in ejecta from neutron-star merger remnants
中子星合并后的残余物中含有大量的中微子。采用流体动力学模拟的方法，研究了中心为$3\ M_\odot$黑洞、无量纲自旋参数$0.8$和吸积环$0.3\ M_\odot$的中子星合并残留物的中微子发射特性.最初，$\barν_e$的局部数密度大于残留物上方任何地方的$ν_e$。然后，当环面接近自我调节平衡时，中微子的局部丰度超过了极地周围漏斗中的反中微子丰度。随着时间的推移，可以发生快速成对风味转换的区域相应地缩小。尽管如此，我们发现快速的味道转换确实影响了大多数中微子驱动的喷出物。假设快速风味转换导致风味平衡，发现具有质量数$A>130$的核的显著增强以及镧系元素质量分数的变化超过一千倍。我们的研究结果暗示了中微子味振荡对预测kilonova（macronova）光变曲线的潜在相关作用，并激励了在这个方向上的进一步工作。
2017-12-31 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Resonant Axion-Photon Conversion in the Early Inspiral of Neutron Star Binaries
University of Salamanca（萨拉曼卡大学）
研究双中子星 inspiral 阶段中轴子-光子共振转换的机制及其在射电观测中的潜在探测价值。
2026-02-13 astro-ph.HE hep-ph
Neutron stars as photon double-lenses: constraining resonant conversion into ALPs
本研究提出利用磁星附近自由电子与辐射场对光子质量的相反贡献形成的共振条件，通过磁星SGR J1745-2900验证可提升轴子-光子耦合限制，为类轴子粒子搜寻提供新途径。
2023-10-09 astro-ph.HE hep-ph
Magnetorotational Instabilities and Pulsar Kick Velocities
在它们出生的最后阶段，中子星可能会受到磁旋转不稳定性的影响，在这种不稳定性中，预计在几毫秒的阿尔文时标上会发生差旋转动能到辐射和动能的转换。如果在这种不稳定性的演化过程中，周期是几毫秒，并且磁场达到$10^{16}$ G.
2015-07-16 astro-ph.HE
Green Bank and Effelsberg Radio Telescope Searches for Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
在中子星周围的强磁场中，轴子暗物质（DM）可以转化为射频电磁辐射。这样一个过程的无线电特征将是一个超窄的光谱峰值，其频率由轴子粒子的质量决定。我们分析了我们从罗伯特·C. Byrd Green Bank望远镜在L波段，Effelsberg 100米望远镜在L波段和S波段，从一些来源，包括银河系的银河系中心和附近孤立的中子星RX J0720.4-3125和RX J0806.4-4123，预计将产生明亮的轴子-光子转换信号。我们没有发现轴子DM的证据，并能够设置一些最强的约束，到目前为止，在高度积极的质量范围之间的~5-11 $μ$ eV的轴子DM的存在。
2020-03-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Conversion of Emitted Axionic Dark Matter to Photons for Non-Rotating Magnetized Neutron Stars
本文研究强磁场下非旋转磁化中子星中修正TOV方程对轴子、中微子及光子光度的影响，采用APR和FPS状态方程与NSCool代码计算PBF发射率，并分析轴子转化为光子的过程，发现强磁场显著改变轴子能谱和转化光子通量。
2024-02-20 astro-ph.HE hep-ph
Global features of fast neutrino-flavor conversion in binary neutron star merger
本研究通过广义相对论量子动理学模拟，发现双中子星并合中快速中微子味转换受全局平流主导，且ELN-XLN零表面（EXZS）动态演化并引发味交换，是表征该过程的关键要素。
2023-10-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational wave signature from phase transition of a combusting neutron star to quark star
在中子星中心的涨落产生了一个非常接近恒星中心的小的退禁闭夸克核。夸克-强子边界的密度不连续性引发了一个冲击波，它向恒星外传播。冲击波有足够的能量将恒星中的核物质燃烧成2味夸克物质。在弱相互作用时间尺度上，2味夸克物质是不稳定的，并沉降到稳定的3味夸克物质。本文研究了二味物质向三味物质的转化。我们建立了一个微分方程，把多余的下夸克转化为奇异夸克，其中涉及到夸克的弱反应和扩散。计算反应速率，我们求解微分方程以找到转化前沿的速度。当转换前沿向外移动时，密度分布发生变化，导致恒星的四极矩发生变化，从而发射出引力波。我们发现GW信号强烈依赖于恒星的温度和质量。较冷恒星的GW振幅在目前的探测器能力范围内，但频率略高。相对较热的恒星位于现有探测器的边界上，很容易被未来的探测器探测到，它们的频率也在目前的探测范围内。相比之下，来自银河系彗星的PT很容易用现有的探测器探测到。
2021-03-23 astro-ph.HE
On the possibility of rho-meson condensation in neutron stars
过去曾讨论过恒星和重离子碰撞中介子凝聚的可能性。在这里，我们研究了ρ介子凝聚（$ρ^{-}$）是否可以发生在非常密集的物质，并确定这种凝聚的强磁场的影响。我们发现，假设ρ质量由于介质效应而减小，ρ介子凝聚可以出现在中子星的核中。我们发现，磁场有一个不可忽视的作用，在触发凝聚。
2014-08-01 astro-ph.HE nucl-th
Neutron star kick driven by asymmetric fast-neutrino flavor conversion
本文提出快中微子味转换（FFC）的偶极不对称性可驱动中子星踢，并通过完整玻尔兹曼中微子输运的轴对称模拟验证该机制能产生足够线动量解释中子星典型自行运动。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Symmetry breaking due to multi-angle matter-neutrino resonance in neutron star merger remnants
本文在中子星并合遗迹的多角度框架下研究物质-中微子共振味转换，发现各向同性自发破缺且完全味转换不太可能发生，强调中微子角分布形状对味转换物理及重元素合成的关键作用。
2024-04-05 astro-ph.HE hep-ph
Searching for axion dark matter conversion spectral lines in neutron star magnetospheres with FAST
Tibet University（西藏大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院射电天文与技术重点实验室）
利用FAST观测两颗X射线暗孤立中子星，未发现显著轴子转换谱线，但给出了轴子-光子耦合常数的新上限，是目前该质量区间最严格的约束。
2026-06-17 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
An in-depth study of a neutron star accreting at low Eddington rate: On the possibility of a truncated disk and an outflow
由于观测的挑战，我们对中子星周围低水平吸积流的了解是有限的。我们介绍了Nustar，Swift和Chandra对低质量X射线双星IGR J17062-6143的观测，该双星自2006年以来一直在爱丁顿极限的0.1%处持续吸积。我们的同步Nustar/Swift观测表明，0.5-79 keV的光谱可以用光子指数为Gamma~2的幂律定律、温度为kT_bb~0.5 keV的黑体（可能来自中子星表面）和盘反射的组合来描述。反射谱模拟表明，内吸积盘位于距离中子星Rin>100 GM/c2（>225 km）处。这种明显的截断可能是由于内盘蒸发成辐射效率低的吸积流，或者是由于中子星磁场的压力。我们的钱德拉光栅数据揭示了可能的窄发射线近1千电子伏，可以被建模为反射或碰撞电离气体，和可能的低能量吸收功能，可能指向外流的存在。我们考虑的情况下，这个中子星已经能够维持其低吸积率通过磁抑制的吸积流，这给了一些限制其磁场强度和自旋周期。在这种配置中，IGR J17062-6143可能会表现出强烈的射电喷流以及（螺旋桨驱动的）风状外流。
2016-09-15 astro-ph.HE
Three-dimensional hydrodynamic simulations of the combustion of a neutron star into a quark star
本文对中子星转化为夸克星的湍流燃烧过程进行了三维数值模拟。由微观物理有限温度状态方程描述的强子物质被转化为奇异夸克物质。我们假设这个阶段，由袋模型状态方程表示，是绝对稳定的。以白矮星的热核燃烧导致Ia型超新星为例，我们将转换过程视为潜在的湍流爆燃。使用已建立的数值方法求解非相对论性欧拉方程，我们进行大涡模拟，包括一个精心制作的亚网格尺度模型，而转换前的传播与水平集方法建模。我们的研究结果表明，对于大部分的参数空间的转换成为湍流，因此显着快于在层流的情况下。尽管假设奇异夸克物质是绝对稳定的，但在我们的流体动力学近似中，外层仍保持在强子相，因为转换前沿在达到燃烧不再放热的条件时停止。
2011-09-02 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Resonant radii of kHz quasi-periodic oscillations in Keplerian discs orbiting neutron stars
在一些低质量X射线双星（LMXB）中观察到的双kHz准周期振荡（QPO）之间的优势交换表明两种振荡模式之间存在共振的可能性。我们研究了特定共振半径周围的有效引力势的行为，并估计了高阶项的非线性，非谐强迫的作用。我们讨论了它对模式振幅的影响在线性和非线性制度。我们还讨论了一个相关的可能性降低的中子星质量估计的最高观测QPO频率。
2010-10-10 astro-ph.HE
Gamma Rays from ALP-Photon Conversion and Inverse Compton Reprocessing in Neutron Star Magnetospheres
University of Salamanca（萨拉曼卡大学）；INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano（意大利国家天体物理研究所米兰空间天体物理与宇宙学研究所）；INFN, Sezione di Pavia（意大利国家核物理学院帕维亚分部）；Instituto de Fısica de Cantabria (IFCA, UC-CSIC)（坎塔布里亚物理研究所）
本文研究中子星内部类轴子粒子产生及其在磁层中转换为光子的过程，结合银河磁场传播与逆康普顿再处理，评估其伽马射线信号的可探测性并推导观测约束与灵敏度。
2026-08-04 astro-ph.HE hep-ph
Linear to circular conversion in the polarized radio emission of a magnetar
本研究在射电磁星XTE J1810−197中探测到线偏振-圆偏振随频率转换的现象，分析其相位范围与演化成因，构建模型并探究相关物理机制，还探讨了磁星与FRB前身星环境的潜在关联。
2024-04-14 astro-ph.HE
Neutrino Flavor Conversion Shapes the Rate of Failed Core-collapse Supernovae
Niels Bohr International Academy and DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
通过模拟195个质量在9到120太阳质量之间的恒星坍缩，并加入中微子味转换的示意性处理，发现味转换重塑了大质量恒星的可爆性（尤其在16-30太阳质量范围）并改变了致密残骸质量分布，从而将中微子味转换确定为预测中子星和黑洞种群的基本要素。
2026-08-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Fast Neutrino Conversion in Hydrodynamic Simulations of Neutrino-Cooled Accretion Disks
从中子星合并或坍缩恒星的核心中形成的中微子冷却黑洞（BH）吸积盘的流出物被认为是中子丰富的，足以解释快速中子捕获（r-）过程中产生的大部分元素，但它们的精确化学成分仍然难以捉摸。在这里，我们调查的快速中微子味转换的作用，动机是我们的后处理分析的结果，显示的证据，电子中微子轻子数（ELN）交叉深盘内，因此建议可能是不平凡的影响，由于中微子味混合。我们实现了一个参数化的，动态自洽的治疗快速转换与时间相关的模拟，并检查对磁盘及其流出的影响。通过激活重轻子中微子的发射（否则效率低下），快速转换提高了盘的冷却速率，降低了电子型中微子的吸收速率，导致盘中的电子分数减少了0.03-0.06，喷射物质中的电子分数减少了0.01-0.03。r-工艺产率通常提高不超过2倍，使快速转化的总体影响适度。千诺瓦是延长的净结果增加镧系不透明度和增强放射性加热速率。我们只观察到轻微的敏感性磁盘质量，发病的条件下的风味转换，并考虑的情况下的风味混合。值得注意的是，保存每个家庭的轻子数的味道混合的参数模型的结果比调用三味均分，通常在以前的作品中假设的模型在整体上较小的影响。
2022-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Inspecting neutrino flavor instabilities during proto-neutron star cooling phase in supernova: I. Spherically symmetric model
本文在球对称和准静态近似下研究了1至50秒原中子星冷却阶段的中微子快味与碰撞味不稳定性，通过蒙特卡罗输运计算发现模型中无味转换迹象，并指出引入多维效应可能改变该结论。
2024-07-30 astro-ph.HE hep-ph
Axion-Photon Conversion in Neutron Star Magnetospheres: The Role of the Plasma in the Goldreich-Julian Model
对轴子暗物质存在的最有希望的间接搜索是使用射电望远镜来寻找中子星磁层中轴子共振转换产生的窄谱线。不幸的是，大量的理论不确定性阻碍了这种搜索策略被完全接受为鲁棒的。在这项工作中，我们试图解决与等离子体的作用和影响有关的主要悬而未决的问题，包括：磁层中无线电光子的折射和反射是否会引起通量的强烈不均匀性，$(i)$的折射是否会引起过早的轴子-光子退相，$(iii)$光子-等离子体相互作用在多大程度上会引起谱线的加宽，$(iv)$的通量具有很强的时间依赖性，和$(v)$可以由轴子源的无线电光子被等离子体吸收。我们提出了一种基于光线跟踪的端到端分析管道，该管道利用最先进的自动微分算法将光子从转换表面传播到渐近大距离。采用电荷对称的Goldreich-Julian模型的磁层，我们表明，合理的参数应该期待一个强大的各向异性的信号，折射引起的轴光子退相，显着的线加宽，一个变量的时间依赖性的磁通量，并为足够大的磁场，各向异性吸收。我们的模拟代码是足够灵活的后续研究与大范围的磁层模型作为基础。
2022-07-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The possibility of the secondary object in GW190814 as a neutron star
LIGO Scientific和Virgo合作（LVC）在GW 190814观测到了一个质量为$2.50-2.67~M_\odot$的致密天体，这对超核物质的研究提出了巨大的挑战。为了研究这一问题，我们在最新的密度依赖相对论平均场（DDRMF）参数化下系统地计算了中子星的性质，这些参数化是由球形核的基态性质决定的。用DD-MEX和DD-LZ 1方法计算的中子星的最大质量可以在$2.55~M_\odot$附近，由于高密度时矢量势的强排斥作用，它们的状态方程相当僵硬.它们在中子星中心的最大声速$c_s/c$小于$\sqrt{0.8}$，无因次潮汐形变率$1.4~M_\odot$小于$800$。此外，$1.4 ~M_\odot$的半径也满足质量-半径同时测量（NICER）观测的约束。因此，我们不能从DDRMF模型中排除GW 190814中的次级天体是由强子物质组成的中子星的可能性。
2020-08-11 astro-ph.HE nucl-th
Density-induced dark-baryon conversion in $Δ-$admixed hypernuclear neutron stars
Birangana Sati Sadhani Rajyik Vishwavidyalaya（比朗加纳·萨蒂·萨达尼·皇家大学）；Indian Institute of Science Education and Research, Tirupati（印度科学教育与研究学院提鲁帕提分校）；Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Institute of Theoretical Physics, Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
该研究探讨含超子和Δ共振的中子星物质中，密度诱导的中子向暗重子χ的自洽转换，发现超子和Δ会抑制χ丰度，且χ质量影响恒星最大质量，需同等考虑非核子自由度与暗重子。
2026-08-19 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
MSW effect with quark matter: Neutron Star as a case study
近年来，各种天体物理研究结果表明，在中子星的核内可能存在具有$Λ^0, Σ^0, Ξ, Ω$等重子共振的奇异夸克物质。我们发现下夸克完全转变为奇夸克的共振条件需要极大的物质密度（$ρ_u \simeq 10^{5}\,\mbox{fm}^{-3} $）。尽管如此，中子星提供了一个最好的条件，转换是统计上显着的，这是相同的顺序，预计从施加电荷中性条件。这有可能解决超子之谜以及稠密重子物质的状态方程。
2022-08-14 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
X-ray emission spectrum for axion-photon conversion in magnetospheres of strongly magnetized neutron stars
该研究针对强磁化中子星磁层的轴子-光子转换问题，结合修正TOV方程、三种物态方程与NSCool代码计算轴子发射及转换光子通量，通过与RXJ 1856.5-3754的观测数据比对，给出了轴子质量的约束范围。
2024-06-20 astro-ph.HE hep-ph
Predicting the outcome of collisional neutrino flavor conversion
本文推导了碰撞味不稳定性的渐变态解析表达式，并将其应用于中子星并合模拟，揭示了经典弛豫与量子味转换之间的权衡及非零相干性量子平衡。
2025-07-18 astro-ph.HE hep-ph
High Frequency Gravitational Wave Bounds from Galactic Neutron Stars
本文利用银河系中子星群体模型，首次计算了随机引力波背景在其磁层中转化为光子的预期通量，并在$10^8$-$10^{25}$ Hz频段内得出引力波背景上限，发现在$10^8$-$10^{15}$ Hz范围内具有竞争力。
2025-01-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Possibility of rapid neutron star cooling with the realistic equation of state
快速冷却过程是否发生对中子星的热演化至关重要。特别是，直接Urca过程的阈值，这是一个快速冷却过程，是由内部质子分数$Y_p$，或核对称能。由于最近的观测表明中子星的半径很小，所以对称能的值最好是低的。在这项研究中，采用三种状态方程（EoS）模型：Togashi、Shen和LS 220 EoS对中子星冷却进行了模拟。Togashi EoS最近被构造成在有限温度下具有真实的核势，并被发现可以解释中子星的小半径。结果发现，由于直接Urca过程是禁止的，中子星的冷却是缓慢的使用Togashi EoS。这是因为Togashi EoS的对称能低于其他EoS。因此，为了解释使用Togashi EoS观测到的孤立中子星（INS）的年龄和表面温度，无论表面成分如何，都需要其他快速冷却过程。
2020-01-06 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Resonant Conversion of Gravitational Waves in Neutron Star Magnetospheres
本研究计算了中子星磁层中通过逆Gertsenshtein机制将引力波共振转换为光子的过程，利用X射线和红外观测对高频随机引力波背景设定了强约束，其频率范围与实验室搜索互补。
2024-06-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing the possibility of hotspots on the central neutron star in HESS J1731-347
位于超新星遗迹Cas A和HESS J1731-347中心的中子星的X射线能谱与碳大气模型符合得很好。这些拟合产生了可信的中子星大小的已知或估计的距离，这些超新星遗迹。支持中子星表面存在纯碳包层的证据是相当间接的，并且基于整个恒星表面均匀产生发射的假设。虽然这一假设是支持的脉动的情况下，观测上限的脉动部分是不是很严格。在试图量化这一证据，我们调查的可能性，观察到的光谱的中子星在HESS J1731-347是一个组合的光谱产生的氢气氛中的热点和冷却器的剩余部分的中子星表面。在这种情况下，脉动的缺乏必须通过中子星自旋轴和视线之间足够小的角度来解释，或者通过热点和中子星旋转极之间足够小的角距离来解释。由于观测到的来自非均匀发射中子星的通量依赖于从大气中出射的辐射的角分布，我们计算了两个新的网格的纯碳和纯氢大气模型谱计及康普顿散射。使用新的氢模型，我们已经评估了概率的几何形状，导致低于所观察到的上限约为8.2%的脉冲分数。因此，这种几何形状似乎不太可能，但在现阶段不能排除。
2017-01-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Combustion of a neutron star into a strange quark star: The neutrino signal
有强烈的迹象表明，中子星转化为奇异夸克星的过程是以强烈的爆燃进行的，这意味着在几毫秒内几乎整个恒星都被转化了。从三维流体动力学模拟的燃烧过程，提供了新诞生的奇怪的恒星内的温度分布，我们计算的中微子信号，这是第一次，如果这样的转换过程发生。中微子发射的特点是亮度和持续时间，这是典型的预期从质子中子星的信号，因此代表了一个强大的中微子源，可以直接检测到的事件发生在我们的银河系附近的情况下。此外，我们还讨论了奇异恒星的诞生与超新星和伽玛射线暴等爆炸现象之间可能存在的联系。
2013-05-02 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutron Star Equation of State in light of GW190814
观测到来自非对称双星的引力波为重中子星的存在提供了可能性，但这对中子星状态方程的模型提出了挑战。我们通过引入非平凡结构来构造重中子星，这些非平凡结构来源于非精细QCD物质的声速，而谱表示不能很好地恢复。它们的转动惯量、勒夫数和四极矩都很小，因此可能需要灵敏度提高10倍才能用引力波来检验这种可能性，这在第三代探测器上是可行的。
2020-10-27 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Linear Mode Conversion in Ultramagnetized Pair Plasmas: Single-Parameter Scaling
Dartmouth College（达特茅斯学院）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出了一种统一理论，描述中子星磁层中Alfven、超光速寻常和异常模式之间的线性转换，通过单参数控制转换效率，解释了脉冲星和快速射电暴的偏振特征。
2026-03-10 astro-ph.HE physics.plasm-ph
On the possibility of GW190425 being a black hole--neutron star binary merger
我们认为，与引力波事件GW 190425相关的kilonova/macronova如果是由低质量黑洞和中子星合并引起的，可能已经足够明亮，可以被探测到。虽然在低质量黑洞中发生了潮汐扰动，但动力学喷出物的质量被限制在<10 ^{-3} M太阳，这与文献中以前的工作是一致的。残留盘的质量可达0.05 - 0.1M_sun，盘外流的质量约为0.01 - 0.03M_sun，可能是由粘性或磁流体动力学效应驱动的。如果在>~0.3s的粘性时间尺度上驱动喷射，即使在没有强中微子发射体的情况下，盘流出物也可能没有足够的中子来合成大量的镧系元素。如果是这样的话，盘流出的不透明度保持在中等，并且在GW 190425的距离上的kilonova/macronova在合并后的第1天对大多数视角达到可检测的亮度20 - 21等。如果一些盘活动在~0.1s内蒸发了质量，相反，富含镧系元素的流出将被发射，并且发射的检测变得具有挑战性。未来可能从GW 190425类系统中探测到kilonovae/macronovae将不利于中子星双星和非破坏性低质量黑洞的迅速坍缩-与小中子星半径相关的中子星双星，其质量喷射可以忽略不计。主星系的距离将限制视角，并提供有关质量喷射的进一步信息。
2020-02-08 astro-ph.HE gr-qc
Thin accretion disks around neutron and quark stars
在观测上区分不同类型的中子星（由不同的核物质状态方程描述），以及区分中子星与其他类型的奇异天体（如夸克星）的可能性，是当代天体物理学的基本问题之一。我们仔细考虑和调查的可能性，不同类型的快速旋转的中子星，以及其他类型的紧凑的广义相对论的对象，可以区分从它们周围的吸积盘的发射特性的研究。我们分别计算了几类快速旋转的中子星周围的吸积盘的能流、温度分布和发射光谱，其中中子星的能流是用不同的中子物质状态方程描述的，夸克星的能流是用MIT袋模型状态方程描述的，夸克星的能流是用CFL（Color-Flavor-Locked）相描述的.在电磁波谱中出现了特殊的特征，从而有可能利用对吸积盘发射光谱的天体物理观测直接检验致密物质的状态方程。
2009-03-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Pulsar Kick by the Chiral Anisotropy Conversion
本文提出手征各向异性转换机制，通过中微子在电子轴矢量电流上的散射解释原中子星加速，在强磁场与各向异性条件下可产生符合典型脉冲星踢观测的速度。
2024-01-09 astro-ph.HE hep-ph
Occurrence of fast neutrino flavor conversions in QCD phase-transition supernovae
本文分析25和40倍太阳质量前身星的QCD相变超新星模型，识别第二次中微子爆发前后FFI的两个阶段，并评估FFC对中微子信号与r过程核合成的影响。
2025-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Radio Signals from Axion Star-Neutron Star Binaries
轴子星可以和中子星形成双星。考虑到单个中子星所表现出的极强的外部磁场，在这些双星系统中可能会有大量的轴子到光子的转换。由于中子星的旋转和轴子星的轨道，光子发射受到双重调制，产生了独特的发现信号。在中子星和轴子云黑洞之间的双星系统中也会产生类似的特征。令人鼓舞的是，这样的二进制文件被发现是在正在进行的和即将进行的实验的范围内（例如，500米孔径球面望远镜和未来的平方公里阵列）的某些参数区域。因此，它们为探测轴子和轴子暗物质提供了一个很有前途的天文实验室。
2022-02-22 astro-ph.HE hep-ph
Metastable Neutron Stars as Transient-Rate Detectors of Heavy Dark Matter
Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所与物理天文学院，上海交通大学）
本研究提出利用亚稳态中子星种群瞬变率探测重暗物质，通过非单调转变率排除有限相互作用率区间，提供种群级新探针。
2026-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the Possibility of a Strong First-Order Phase Transition in Neutron Stars
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大汤川研究所）
利用贝叶斯推断和非参数高斯过程状态方程，结合引力波、NICER测量及QCD理论约束，发现强一级相变最可能发生在最大质量中子星中心密度之上。
2026-08-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Inferring the neutron star equation of state simultaneously with the population of merging neutron stars
观测多颗合并的中子星的性质将同时提供对中子星质量和自旋分布、中子星合并速率以及核物质状态方程的深入了解。并不是所有包含中子星的合并双星都是相同的。这些合并双星的多样性可能来自广泛或多峰的NS质量分布;不同和极端的NS出生自旋的影响; NS-BH合并的可能性;甚至是相变的可能性，允许NS具有相似的质量，但强烈的发散半径。在这项工作中，我们提供了一个具体的算法来结合所有的信息，从GW测量到一个联合约束的NS合并率，NS属性的分布，和核物质状态方程。使用一个具体的例子，我们展示了如何偏置的质量分布推断可以显着影响恢复的状态方程，即使在小$N$限制。用同样的具体例子，我们展示了如何小的$N$观测可以确定一个双峰的质量和自旋分布合并NS同时与EOS。我们的一致性方法可以立即推广到其他观测约束。
2020-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Revisiting the Possibility of a Sharp Phase Transition in Cold Neutron Stars
该研究从新视角重新审视冷中子星中强子-夸克一阶相变的可能性，通过分析TOV方程中引力与微观相互作用的耦合及热力学一致性要求，证明尖锐一阶相变与TOV解正则条件不相容，建立了约束致密物质状态方程的结构一致性判据。
2025-11-11 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Low frequency electromagnetic radiation coming from gravitational waves generated by neutron stars
我们研究了观测真空中由引力波产生的甚低频电磁辐射的可能性。我们审查的计算导致真空转换的可能性引力波到电磁波，并显示这个过程如何规避众所周知的禁止粒子生产的引力波。利用Newman-Penrose标量，我们估计了由中子星振荡产生的引力波的电磁对应辐射的光度。对电磁对应辐射的探测将为未来的航天器任务，特别是月球轨道探测器提供一种观测引力辐射的间接方法。
2017-12-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quark matter nucleation in neutron stars and astrophysical implications
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）和热β稳定强子物质中夸克解除禁闭的相变。假设一级相变，我们计算和比较的成核速率和成核时间，由于量子和热成核机制。我们证明了在中心压力的阈值以上，纯强子星（HS）（即不含非限定夸克物质的致密星）是亚稳态的，可以转化为夸克星（QS）（即混合星或奇异星）.这个过程释放出巨大的能量，数量级为10 ^{53}尔格，这会导致一个强大的中微子爆发，可能伴随着强烈的引力波发射，也可能是第二次延迟（相对于形成HS的超新星爆炸）爆炸，这可能是强大的伽马射线暴（GRB）的能量来源。这种恒星转换过程构成了致密星的QS分支，因此宇宙中有两个共存的致密星家族：纯强子星和夸克星。介绍了冷HS星和原强子星的临界质量M_{cr}概念和原强子星的极限转换温度概念。我们发现，质量M <M_{cr}的PHSs可以在其演化的早期阶段存活下来，而不会衰变为QSs。最后，我们讨论了原强子星的可能演化路径。
2016-01-15 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
