Constraining the onset density of the hadron-quark phase transition with gravitational-wave observations
利用流体动力学模拟方法研究了中子星双星合并过程中可能发生的强子-夸克相变。在前人工作的基础上，我们描述了中子星双星合并的引力波（GW）信号中的退禁闭夸克物质的一个明确的和可测量的特征，包括不同总双星质量的等质量和不等质量系统。在较高密度的PT，即合并后，软化的EoS，导致一个特征性的增加占主导地位的合并后GW频率f_peak相对于潮汐变形λ推断在合并前inspiral阶段。因此，测量这种合并后频率的增加提供了证据的存在一个强大的PT。如果合并后的频率和潮汐变形性与纯重子EoS模型的结果相一致，则f_peak和Lambda之间的关系非常紧密，在一定密度下可以排除强PT。我们发现，在早期合并后残留物的演化过程中，f_peak和Lambda与最大密度密切相关。因此，这些GW观测信息的密度状况，这是探测的残留物和它的GW排放。利用这种关系，我们设计了一个直接适用的，具体的程序来约束的QCD PT从未来的GW测量的起始密度。我们指出了两个有趣的情况：如果没有迹象表明PT从GW检测推断，我们的程序产生的强子夸克PT的起始密度的下限。相反，如果一个合并事件揭示了退禁闭夸克物质发生的证据，推断的GW参数设置的PT发病密度的上限。（节略）
2020-11-20 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Maximum mass and universal relations of rotating relativistic hybrid hadron-quark stars
我们构建平衡模型的均匀和差分旋转混合强子夸克星使用状态方程（EOS）的一阶相变，从而产生第三家庭的紧凑对象。我们发现，均匀旋转组态的最大可能质量（超大质量极限）与托尔曼-奥本海默-罗夫（TOV）极限质量之比在1.15 ~ 1.31之间，与强子EOS的1.20相比，并不是独立于EOS的.因此，引力波事件GW 170817的观测对EOS的一些约束并不适用于强子-夸克EOS。然而，超大质量的极限质量为家庭的EOSs，我们治疗是一致的限制GW 170817，加强解释GW 170817与混合强子夸克EOSs的可能性。我们还发现，沿着匀速旋转恒星的恒定角动量序列，第三族最大和最小质量模型满足近似的EOS无关关系，并且第三族的超大质量极限比第三族TOV极限大约大16.5%。对于差动旋转的球状恒星，我们发现最大可支持静止质量的下限比TOV极限静止质量大123%。最后，我们验证了最近发现的通用关系角动量，静止质量和引力质量的转折点模型举行的混合强子夸克EOS时，均匀旋转被认为是，但有一个明确的依赖程度的微分旋转。
2019-04-30 astro-ph.HE
Identifying a first-order phase transition in neutron star mergers through gravitational waves
我们确定了一个可观察到的印记一级强子夸克相变在超核密度的引力波（GW）发射的中子星合并。具体来说，我们表明，占主导地位的postmerge GW频率f_peak可能会表现出显着的偏离f_peak和潮汐变形性之间的经验关系，如果一个强大的一阶相变导致形成的引力稳定的扩展夸克物质核心的postmerge残余。从一个大的，有代表性的样品的微物理，纯强子状态方程的GW签名的比较表明，这种印记只观察到在这些系统中进行了强烈的一阶相变。未来的GW观测可以揭示合并后GW频率的这种变化，这将为中子星内部存在强烈的一级相变提供证据。
2019-01-16 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Rotating hybrid stars with the Dyson-Schwinger quark model
我们用Dyson-Schwinger模型研究快速旋转的混合星，用Brueckner-Hartree-Fock多体理论研究核物质。在考虑开普勒极限和长期轴对称不稳定性的约束下，我们确定了稳定恒星构型的最大引力质量、赤道半径和自转频率，并与观测数据进行了比较。我们还讨论了恒定重子质量的旋转演化，并发现超大质量恒星在坍缩为黑洞之前存在自旋上升现象。
2017-03-27 astro-ph.HE nucl-th
Exploring properties of high-density matter through remnants of neutron-star mergers
中子星合并的残余物基本上是大质量的、热的、差速旋转的中子星，它们最初是强烈振荡的。它们代表了对高密度物质的独特探测，因为振荡可以通过引力波测量来检测，并且强烈依赖于状态方程。状态方程的影响在残余物的主导振荡模式的频率中是明显的。对于一个固定的总质量的双星，合并后的主要频率和非旋转中子星的半径之间存在着紧密的关系。因此，从观测上推断出合并后的主要频率，就可以确定中子星的半径，精确度可达几百米。通过考虑对称和非对称的二进制相同的啁啾质量，我们表明，知识的二进制质量比是不是关键的这种半径测量。总结了推导非自转中子星最大质量的各种可能性。我们澄清了合并后的引力波谱的三个最突出的特点的性质，并认为合并残留物可以被认为是一个单一的，孤立的，自引力的对象，可以描述的概念，asteroseismology。对形成引力波信号的不同机制的理解产生了引力波发射的物理动机分析模型，这可能构成基于模板的引力波数据分析的基础。我们探讨了两个家庭的紧凑型恒星，包括强子和夸克星的情况下观测的后果。我们发现，这种情况下留下了独特的印记合并后的引力波信号。特别是，一个强大的不连续性的占主导地位的合并后的频率作为总质量的函数将是一个强有力的指示两个家庭的紧凑型恒星。（节略）
2015-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Kilohertz Gravitational Waves From Binary Neutron Star Mergers: Numerical-relativity Informed Postmerger Model
我们提出了${\tt NRPMw}$，一个分析模型的引力波从中子星合并残留物通知使用618数值相对论（NR）模拟。${\tt NRPMw}$在频域中使用复数高斯小波的组合来设计。小波的参数校准状态方程（EOS）不敏感的关系从NR数据。NR模拟计算21 EOS（其中7个是有限温度的微物理模型，其中3个包含夸克相变或超子自由度）和跨度总二进制质量$M\in[2.4,3.4]~{\rm M}_\odot$，质量比高达$q=2$，（非旋进）无量纲自旋幅度高达${0.2}$。EOS不敏感的关系的理论不确定性被纳入${\tt NRPMw}$使用重新校准参数，提高了模型的灵活性和准确性。${\tt NRPMw}$是NR-忠实的，拟合因子${\gtrsim}0.9$是在102个模拟的独立验证集上计算的。
2022-05-18 astro-ph.HE gr-qc
Exploring thermal effects of the hadron-quark matter transition in neutron star mergers
本文提出一种补充冷混合EoS的有限温度热效应近似方案，揭示温度相关相边界显著影响NS并合后动力学与引力波信号。
2023-09-29 astro-ph.HE
Equation-of-state Constraints and the QCD Phase Transition in the Era of Gravitational-Wave Astronomy
我们描述了一个多信使的解释GW170817，这产生了一个强大的NS半径的下限。这就排除了半径小于10.7公里的核物质，从而排除了非常软的核物质。我们强调，当未来的探测成为可能时，这种限制的潜力。一个非常类似的论证可能会得出非旋转NS的最大质量的上限。我们还讨论了模拟NS合并，经历一阶相变夸克物质。我们指出一个不同的动力学行为。考虑到引力波信号，我们确定了一个明确的签名的QCD相变在NS合并。夸克物质的发生，通过一个强大的一阶相变合并过程中导致的主要合并后的频率的特征移动。频率偏移是一个相变的指示，如果它是比较合并后的频率，预计纯强子EoS模型。一个非常强大的偏差的几个100赫兹的观察到的混合EOS的潮汐变形性和合并后的频率之间的关系，否则紧密。我们解决的一阶相变的电磁对应NS合并的潜在影响。我们的模拟显示，在经历相变到夸克物质的系统和纯强子合并之间，不会有显著的质的差异。数量上的差异是在不同的强子EoS模型之间发现的蔓延。这意味着一方面，GW170817与夸克物质的可能跃迁是相容的。另一方面，这些考虑表明，可能不容易确定纯粹的强子合并和夸克物质发生的事件之间的定量差异，只考虑它们的电磁对应物或它们的核合成产物。（节略）
2019-04-02 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Neutron-quark stars: Discerning viable alternatives for the higher-density part of the equation of state of compact stars
本研究利用广义相对论数值模拟双中子星并合，探讨了向夸克物质转变的QHC与1PT场景，提出中子-夸克星概念，发现通过引力波可区分QHC与强子模型，并揭示了并合后引力波能量与主导频率的稳健线性关联。
2025-09-15 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Binary neutron star mergers as a probe of quark-hadron crossover equations of state
本研究首次模拟采用夸克-强子交叉状态方程的双中子星并合，发现其引力波频率呈双重特征，为探测高密度夸克物质提供关键证据。
2022-11-22 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Comprehensive survey of hybrid equations of state in neutron star mergers and constraints on the hadron-quark phase transition
Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR (HFHF)（黑森州FAIR赫尔霍兹研究学院）
本文研究了中子星合并中混合状态方程对引力波信号的影响，探讨了核子-夸克相变特性与引力波频率偏移的关系。
2025-12-11 astro-ph.HE hep-ph
Signatures of deconfined quark phases in binary neutron star mergers
本文研究了双中子星（BNS）并合中夸克的解除禁闭相变。我们采用一种新的有限温度组分依赖状态方程（EOS），考虑强子与退禁闭夸克之间的一级相变，对BNS并合进行了数值相对论模拟。由于相变导致的状态方程的软化导致合并残余物更紧凑，并在更早的时间坍缩成黑洞（BH）。相变是印在合并后的引力波（GW）信号的持续时间，振幅和峰值频率。然而，这种印记只有在有足够长的残留物的双星中才能检测到。此外，相变不会导致合并后GW峰值频率的准普遍关系的显着偏差。我们还研究了相变对动力学喷出物，剩余吸积盘质量，r-过程核合成产量和相关的电磁（EM）同行的影响。虽然在纯强子模型和具有相变的模型之间存在EM对应物和核合成产额的差异，但这些差异主要归因于两者之间的残余坍缩时间的差异。一个例外是非热余辉所造成的相互作用的最快的组件的动态喷出物和星际介质，这是有系统地推动与相变作为一个结果，他们的经验更加激烈的合并。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Bulk viscosity of two-color superconducting quark matter in neutron star mergers
本研究利用改进的Nambu--Jona-Lasinio模型，计算两色超导夸克物质中弱相互作用过程的弛豫率与体黏度，发现其1–10 kHz密度振荡的阻尼时间可低于10 ms，足以影响中子星并合后演化，且与核物质阻尼预测相近。
2024-09-07 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
General relativistic hydrodynamic simulations of binary strange star mergers
本研究通过两种热效应处理方法对双奇异星合并进行全广义相对论模拟，发现热效应显著影响合并后动力学、引力波谱和抛射物质量，且地球附近的 strangelets 通量与实验上限存在张力，初步不支持奇异夸克物质是物质最低能量态的情景。
2025-04-01 astro-ph.HE
Rotating NSs/QSs and recent astrophysical observations
利用新近建立的统一中子星演化方程，研究了旋转中子星的快、慢两种组态。用几种更新的夸克物质Eos和Gibbs构造方法计算了纯夸克星和混合星的强子-夸克混合相。所有三种类型的EOS都满足最近的2太阳质量约束。通过对比观测到的毛刺与地壳转动惯量的理论计算，我们发现类船帆座星仍然存在毛刺危机。即将到来的精确的MoI测量（例如，脉冲星PSR J 0737 - 3039 A的可能的10%的精度）可以区分出QS和NS，因为无论恒星的致密性和质量如何，QS的MoI通常比NS和HS大$> \sim 1.5 $倍。使用表列的EOS，我们计算平稳和平衡序列的快速旋转，相对论性恒星在广义相对论从久经考验的$rns$代码，假设组成恒星的物质是一个完美的流体。利用NS/QS的旋转位形作为基本输入，模拟了短伽马射线暴（SGRB）内部平台样品的所有三个观测特性。最后，我们认为，对于某些特定的SGRB，NS-NS合并的后合并产物可能是超大质量的量子阱而不是NS，NS-NS合并是夸克解除禁闭和量子阱形成的可能位置.
2017-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Detectability of QCD phase transitions in binary neutron star mergers: Bayesian inference with the next generation gravitational wave detectors
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA)（高级国际研究学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）
研究利用贝叶斯推断探讨下一代引力波探测器在二元中子星并合中探测QCD相变的可行性，表明在低信噪比下可区分相变引起的峰值频率差异。
2023-10-09 astro-ph.HE gr-qc
Hybrid Quark Stars with Quark-Quark Phase Transitions
本研究探索夸克星内夸克-夸克相变形成混合夸克星，构建模型并受脉冲星质量与潮汐形变观测约束，发现孪生星及对普适关系的偏离，揭示新型致密星可能性。
2025-10-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Evolution of bare quark stars in full general relativity: Single star case
我们介绍我们的方法，特别是原始恢复程序的修改，处理裸夸克星的数值相对论模拟。通过演化两个不同质量的三轴旋转夸克星模型和一个具有足够大的动能而不稳定的差分旋转夸克星模型，证明了该方法的可靠性和收敛性.这些模拟使我们能够验证，我们的方法是能够解决的夸克星的不连续表面的演化和可能的质量喷射。我们还研究了三轴转动夸克星的三轴形变演化和引力波发射的性质，以及差转情况下的质量抛射。研究发现，超大质量夸克星不太可能是理想的连续引力波源，因为恒星恢复轴对称比模型更快，具有较小的质量和引力波振幅衰减迅速的时间尺度为$10\,$ ms，虽然从更大的质量模型的瞬时振幅更大。与差分旋转的情况下，我们的结果证实，夸克星可以经历非轴对称不稳定性类似的中子星的情况下，但与相当小的程度的差分旋转，这是预期根据先前的初始数据研究。
2021-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Merger of compact stars in the two-families scenario
我们分析了两个家庭的情况下合并的紧凑型恒星的现象学意义。这种情况是基于强子星和奇异夸克星的共存。在讨论了可能的合并的分类之后，我们转向两个强子星合并的详细数值模拟，即，“第一家庭”的明星，其中三角洲共振和超子是本，我们显示的结果，这种二进制的阈值质量，质量动态弹出和磁盘周围的合并后的对象的质量。我们将这些结果与单族情景中获得的结果进行了比较，得出的结论是，可以提出双族情景的相关特征，特别是：质量甚至比GW 170817相关质量更小的黑洞快速坍缩到黑洞的可能性;在最初的毫秒内，合并后残余物的振荡频率高于单族情景中获得的频率;对于总质量较低的双星，动态弹出的质量值较大，而盘的质量较小。最后，基于布居合成分析，我们给出了两个强子星、强子星-奇异夸克星、两个奇异夸克星的合并数的估计。我们表明，对于不等质量系统和总质量的中间值，强子星和奇异夸克星的合并是非常可能的（GW 170817有一个可能的解释到这类合并）。另一方面，两个奇异夸克星的合并被强烈抑制。
2019-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Revealing Phase Transition in Dense Matter with Gravitational Wave Spectroscopy of Binary Neutron Star Mergers
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
通过双中子星并合引力波频谱学探测高密度去束缚相变，利用引力波模式信噪比约束能量密度间隙。
2023-01-09 astro-ph.HE gr-qc
Masking equation of state effects in binary neutron star mergers
该研究通过广义相对论磁流体动力学模拟发现，磁场可产生与状态方程特征类似的并合后引力波主峰频移，二者的简并性会干扰状态方程识别，凸显观测解读需纳入中子星磁场因素。
2024-11-01 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Constraints of the maximum mass of quark stars based on post-merger evolutions
本研究通过半解析分析双夸克星并合后的多机制能量耗散过程，结合GW170817事件给出冷态非旋转夸克星最大质量的观测约束，为夸克星性质研究提供了新的并合演化视角。
2024-07-11 astro-ph.HE
On the desert between neutron star and black hole remnants
评述了中子星（NS）和黑洞（BH）遗迹之间沙漠的存在。从最近的调查和进一步的努力是致力于NS和BH残余的恒星残余物上的零年龄主序（ZAMS）祖质量的太阳金属丰度的依赖。特别地，定义了密度参数，并将其与NS质量和半径相关。克尔度规中的自旋黑洞被认为是牛顿力学中的无限薄、均匀、刚性旋转的圆盘。根据最近对4个NS和3个夸克星（QS）物理激发的物态方程（EOS）的研究，给出了非旋转（TOV）和赤道分裂（EQB）组态的物理参数。进行了比较与同行有关的非旋转和最大旋转BH。结果也被认为是在文献中存在的经验关系。关于$J$ - $M$关系，与最大旋转BH相比，EQB配置被放置在类似斜率的序列上，但是由于较低的角动量而向下移动约3.6倍。在假设重子是NS组分并瞬时经历夸克级反应的情况下，利用最近的研究结果计算了释放（或吸附）的能量。即使NS只容纳所考虑的重子，总量也不能超过结合能的10%，这抑制了超新星爆炸，如超大质量白矮星（WD）残留物或坍缩成BH。次大质量（$2<=M/m_\odot<=4$）BH形成的替代渠道进行了简短的讨论。
2019-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
An assessment of the Association Between a Fast Radio Burst and Binary Neutron Star Merger
快速射电暴（FRB）是宇宙学距离上的神秘明亮的毫秒级射电暴。虽然年轻的磁星已被提出作为主要的源候选者，但最近的观测表明可能有多个FRB祖先类。长期以来，人们一直认为FRB可以从紧凑的物体合并中发射出来-例如双星中子星（BNS）合并的灾难性事件，可以通过地面激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和Virgo在引力波（GW）中检测到。在这里，我们报告了在LIGO-Virgo第三次科学运行的前六个月期间检测到的21个GW源中唯一的BNS合并事件GW 190425与使用公共GW和CHIME FRB数据搜索的明亮，非重复的FRB事件FRB 20190425 A之间的潜在巧合。FRB位于GW的天空定位区域内，发生在GW事件之后2.5小时，并且具有与从GW参数估计推断的距离一致的分散测量。数据库中不相关的FRB和GW事件之间重合的机会概率估计为0.0052（$2.8 σ$）。我们估计的机会CHIME检测到这样的事件范围从0.4%的光束中心检测到68%，如果一个明亮的突发是在一个远旁瓣检测。这种潜在的关联与BNS合并留下一个超大质量、高度磁化的致密物体的理论是一致的，该物体在由于自旋下降而失去角动量后坍缩形成黑洞，并通过喷射磁层形成FRB。如果这样的物理关联成立，合并后致密天体的状态方程很可能是刚性的，中子星残骸的最大质量为托尔曼-奥本海默-阿斯托夫非自旋最大质量$M_{TOV} > 2.63_{-0…
2022-12-01 astro-ph.HE
Plausible presence of new state in neutron stars with masses above $0.98M_{\rm TOV}$
结合多信使数据与前沿理论，利用贝叶斯非参数神经网络模型无关地研究中子星状态方程，发现极高中子星内部声速存在非单调峰值，表明质量大于约0.98倍最大质量的中子星内部很可能存在夸克物质组成的奇异核心。
2023-05-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
