Combined Constraints on the Equation of State of Dense Neutron-Rich Matter from Terrestrial Experiments and Observations of Neutron Stars
在主要来自地球核实验的约束条件所限定的稠密丰中子物质物态方程参数空间内，研究了中子星最大质量$M_{\rm{max}}>2.01\pm0.04$ M $_\odot$、半径$10.62<R_{\rm{1.4}}< 12.83$ km和正则中子星潮汐变形能力$Λ_{1.4}\leq800$如何共同约束稠密丰中子核子物质物态方程.虽然$K_{\rm{sym}}$（核对称能曲率）、$J_{\rm{sym}}$和$J_0$（对称能偏度和对称核物质状态方程）的三维参数空间由于观测约束而显著缩小，但需要更多的数据来确定具有量化不确定性的$K_{\rm{sym}}$、$J_{\rm{sym}}$和$J_0$的个体值。$J_0$在很大程度上控制着中子星的最大质量。虽然具有$J_0=0$的EOS足够坚硬，可以支持质量为2.37 M的中子星$_{\odot}$，但要支持质量为2.74 M的Hypothetical中子星$_{\odot}$（GW 170817的复合质量），需要$J_0$大于其当前已知的最大值约400 MeV，并超出因果关系极限。$Λ_{1.4}=800$的潮汐变形能力的上限，从最近的观测GW 170817被发现提供上限的一些EOS参数一致，但远低于现有的限制，其他观测研究。
2018-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Global polarization of $Λ$ hyperons and its sensitivity to equations of state in low-energy heavy-ion collisions
Central China Normal University（华中师范大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）
研究了低能重离子碰撞中Λ超子全球极化对物态方程的敏感性，发现HRG模型在低碰撞能量下能较好地解释实验数据，并发现极化在特定能量下可能达到峰值。
2026-03-29 nucl-th
Neutron-star radii based on realistic nuclear interactions
具有$2M_\odot$的中子星的存在要求中子星物质的状态方程具有强刚性。我们引入了一个在3-重子和4-重子之间普遍工作的多坡密子交换势（MPP）来计算EoS。用G矩阵折叠模型分析核-核散射，限制了它的强度。Eos是使用Brueckner-Hartree-Fock（BHF）和集团变分法（CVM）与核相互作用ESC和AV 18推导的。通过求解TOV方程得到质量-半径关系，其中$2M_\odot$上的最大质量是根据地面数据得到的。在典型质量$1.5M_\odot$下的中子星半径$R$预计为$12.3\!\sim\!13.0$ km。计算半径的不确定性主要来自3-和4-坡密子耦合常数的比值，这是任何地面实验都无法确定的。虽然$R(1.5M_\odot)$的值不受超子混合效应的影响，但它们的精细观测值表明了$M\!\sim\!2M_\odot$区域超子混合导致的EoS软化程度。如果$R(1.5M_\odot)$小于约12.4 km，则超子混合对EoS的软化必须是弱的。NICER空间飞行任务可提供有用的信息，精确测量$\pm 5\%$内的中子星半径。
2017-08-25 astro-ph.SR nucl-th
Vacuum Energy, EoS, and the Gluon Condensate at Finite Baryon Density in QCD
物态方程在中子星性质的研究中起着至关重要的作用。尽管如此，从微观上理解EoS仍然是一个悬而未决的问题。我们用双色QCD模型研究了真空能量（QCD中的胶子凝聚）对化学势μ \ll Λ_{QCD}的依赖性，发现了对$μ$的非常强的、出乎意料的依赖性.我们提出的论点表明，类似的行为可能会发生在三色QCD的颜色超导相。当现象学相关参数（如MIT Bag模型或NJL模型）固定在零密度，而研究区域处于陆地试验无法获得的更高密度时，这种研究对于分析EoS可能具有重要意义。
2007-01-09 astro-ph hep-ph nucl-th
Heaven and Earth: Connecting Jefferson Lab to the Cosmos
Florida State University（佛罗里达州立大学）
本文探讨核对称能如何通过PREX等实验约束核物质状态方程，并连接原子核与中子星的结构。
2026-06-17 nucl-th
In-Medium Hadronic Interactions and the Nuclear Equation of State
在不同密度和不对称性条件下对核物质的微观研究是当代的一大兴趣。关于地面应用，它们涉及未来的实验设施，这些设施将使研究具有极端中子-质子比的系统成为可能。在这次演讲中，我将回顾我的团队最近的努力，旨在通过核物质状态方程（EoS）探索介质中的核相互作用。我们采取的方法是微观和相对论性的，预测EoS的性质来自现实的核子核子势。我还将讨论正在进行的工作。最近，我们完成了核物质中$Λ$超子结合能的DBHF计算。
2007-08-15 nucl-th
Application of microscopic transport model in the study of nuclear equation of state from heavy ion collisions at intermediate energies
核物质的状态方程（EOS），即，核子结合能与温度、密度以及同位旋不对称性之间的热力学关系一直是核物理和天体物理研究的热点。核物态方程的知识对于研究核的性质、中子星的结构、重离子碰撞动力学以及中子星合并等都是必不可少的。HIC提供了一种在地面实验室中产生高密度和同位旋不对称性的核物质的独特方法，但所形成的致密核物质只存在很短的时间，无法在实验中直接测量核物态方程。在实际应用中，输运模型通常包含唯象势作为输入，通过与实验室测量的观测值的比较来推导状态方程。超相对论量子分子动力学（UrQMD）模型已被广泛用于研究从费米能（40 MeV/核子）到CERN大型强子对撞机能（TeV）的HIC。通过对UrQMD模型的核平均场势项、碰撞项和团簇识别项的进一步改进，可以再现FOPI合作组新测得的轻带电粒子集体流和核停止数据。本文介绍了我们在UrQMD模型下对核物态方程和核对称能的研究结果。讨论了从输运模型和HIC实验中提取核状态方程的新机遇和挑战。
2020-04-24 nucl-th
A new class of hybrid EoS with multiple critical endpoints for simulations of supernovae, neutron stars and their mergers
在有限重子化学势$μ_B^h < μ_B < μ_B^q$范围内，通过在低密度的软强子物态方程和高密度的具有色超导性的硬夸克物态方程之间的双区抛物插值，得到了混合中子星物质的物态方程族.我们考虑两个方案对应于一个交叉和一个强的一阶夸克和强子之间的过渡阶段考虑在有限和零温度。这使我们能够分析有限熵对NS的EoS和质量-半径关系的影响。我们表明，形成的颜色超导状态的夸克物质驱动的熵守恒的条件下更高的温度比在正常的夸克物质的情况下，在超新星爆炸的物质的演化。在所提出的混合EoS的情况下，区域的QCD相图可以访问超新星和NS合并，也可以达到在地面实验与相对论性重离子碰撞。
2022-05-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Constraining properties of neutron stars with heavy-ion reactions in terrestrial laboratories
重离子反应为研究丰中子核物质的物态方程，特别是核对称能$E_{sym}(ρ)$的密度依赖性提供了一种独特的手段。后者在理解核物理和天体物理中的许多关键问题方面起着重要作用。最近的重离子反应分析已经对饱和密度附近的$E_{sym}(ρ)$提出了严格的限制。这使我们能够有效地限制中子星的半径和冷却机制，以及引力常量G的可能变化率。
2007-05-21 astro-ph nucl-ex nucl-th
Equation of State for Proto-Neutron Star
原中子星（PNS）物态方程（EoS）物理学研究的是有限温度下宽密度范围内富中子物质的性质。本文在球Wigner-Setiz近似的相对论平均场模型中讨论了PNS内壳的结构，以及在由核子和原子核组成的非理想气体维里膨胀中PNS中中微子球周围物质的组成。我们接着讨论了几个新的完整的PNS和超新星的EoS，其详细的组成是重要的中微子动力学。我们着重讨论了不同EoS的一个重要区别--对称能E 'sym的密度依赖性，它与中子星半径的有趣关系，以及丰中子核中中子分布的性质。通过对富中子核中子分布的地面实验、从头算方法的基准计算以及对高质量观测数据的统计分析，加深对E'sym的理解，将促进我们对EoS的认识。
2012-02-26 astro-ph.HE nucl-th
From masses and radii of neutron stars to EOS of nuclear matter through neural network
利用神经网络算法，通过中子星的质量-半径观测数据反推致密核物质的状态方程，并与贝叶斯分析结果一致，验证了该方法对参数化状态方程模型的广泛适用性。
2023-12-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Alpha Cluster Model of Atomic Nuclei
基于正常密度附近的状态方程，给出了核系统在基态和低激发态下的描述。在饱和点附近的EoS的扩展中，考虑了附加的自旋极化项。这些项与标准对称项一起，是N=Z偶偶核基态组态中出现类$α$团簇的原因。在核表面，这些团簇可以被识别为α粒子。对原子核引入了表面效应的修正。考虑到集群之间的额外的相互作用的结合能和所考虑的核的大小是非常准确的描述。根据$α$、$^{3}$ He和$t$粒子的性质确定EoS参数的限值。
2016-03-21 nucl-th
Constraining the nuclear equation of state from orbits of primordial black holes inside neutron stars
本文提出通过观测中子星内部原初黑洞偏心轨道进动引发的引力波拍频，为核物质状态方程提供互补约束并打破参数简并。
2024-09-06 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Hyperon-mixed neutron star with universal many-body repulsion
大质量中子星$\sim 2M_{\odot}$要求中子星物质的状态方程具有硬刚度。另一方面，超子混合导致了EoS的显著软化。为了解决这一问题，在扩展软核（ESC）重子-重子相互作用的基础上，引入了一个多坡密子交换势（MPP）模型来描述重子系统中的普适多体排斥.用G矩阵折叠模型分析核-核散射，确定MPP的强度。$Λ\!N$、$Σ\!N$和$Ξ\!N$通道中的相互作用显示与实验指示一致。从电子自旋散射（ESC）出发，结合多光子谱（MPP），得到了超子混合的中子星物质的初始质量，并导出了中子星的质量-半径关系。最大质量示出达到$2M_{\odot}$，即使在包括超子混合的基础上，由地面实验确定的模型参数的情况下。
2015-10-21 astro-ph.SR nucl-th
Isospin in Reaction Dynamics. The Case of Dissipative Collisions at Fermi Energies
不稳定核物理中的一个关键问题是对非对称核物质（$ANM$）的$EOS$的认识。低密度区的对称能对中子皮结构有重要影响，而高密度区的对称能对超新星动力学和中子星性质有重要影响。$only$在地球实验室中探测等矢量$EOS$的这种区域的方法是通过从低能量到相对论能量的非对称（直到奇异）重离子的非常耗散的碰撞。本文首先对这一课题作了一个概述。然后，我们通过详细讨论的$neck-fragmentation$过程作为主要的耗散机制在费米能量和相关的同位旋动力学。从随机平均场模拟的所有阶段的反应动力学的同位旋效应进行了彻底的分析，从快速核子发射到中快碎片的形成，直到动态裂变的$spectator$残留物。模拟已经进行了增加刚度的对称项的$EOS$。已经注意到一些差异，特别是对于碎片电荷不对称性。从碎片不对称性与冻结时动力学量的关联中揭示了新的同位旋效应。最后列出了一系列有待进一步测量的同位旋敏感观测量。
2005-01-18 nucl-th
Impact of the nuclear equation of state on the formation of twin stars
本研究在混合星物态方程元模型中，探讨双生星形成对核物质等参数的依赖性，发现富中子核物质对称能的斜率L和曲率K_sym显著影响双生星形成，对称核物质EOS变化影响极小。
2025-01-17 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Quark-quark interaction and quark matter in neutron stars
超子（$Y$）在中子星物质中的混合使物态方程（EoS）显著软化，最大质量降低到远小于$2M_{\odot}$的值.避免这种“中子星中的超子之谜“的一个想法是假设多体排斥普遍适用于每种重子。另一种是考虑夸克解除禁闭的相变从强子EoS到一个足够硬的夸克物质EoS。在本方法中，这两种效果都在一个共同的框架中处理。除了强子物质外，在平均场框架之外，还在Brueckner-Bethe-Goldstone理论中处理了具有两体夸克-夸克相互作用的夸克物质，其中的相互作用参数是基于地面数据的。导出的中子星的质量-半径关系表明，即使在考虑强子-夸克相变的情况下，最大质量也达到了$2M_{\odot}$以上，这与最近NICER测量和其他多信使数据对中子星最大质量和半径的观测结果一致.
2021-12-24 astro-ph.HE nucl-th
Nuclear constraints on the momenta of inertia of neutron stars
中子星的性质和结构是由富中子恒星物质的物态方程决定的。相对论性重离子碰撞中的集体流和粒子产生严格地限制了对称核物质的状态方程，直到大约五倍于正常核物质密度，而最近的实验数据中的重离子碰撞中的同位旋扩散和等标度在中等能量下大大限制了核对称能的密度依赖性在亚饱和密度。尽管要完全确定丰中子核物质的物态方程还存在许多不确定性和挑战，但地面实验室的重离子反应实验已经将丰中子核物质的物态方程限制在比文献中目前用于天体物理研究的各种物态方程所能涵盖的范围小得多的范围内。这些核物理约束可以提供更多关于中子星性质的可靠信息。在已建立的形式化的核约束的地球观测系统中，我们研究了中子星的转动惯量。重点讨论了极相对论双中子星系统PSR J 0737 -3039的A组分。其转动惯量在1.30和1.63 $(\times10^{45}g$ $cm^2)$之间。此外，壳核边界处的过渡密度在$ρ_t=[0.091-0.093](fm^{-3})$的窄范围内。
2008-04-22 astro-ph nucl-ex nucl-th
Spin-polarized $β$-stable neutron star matter: the nuclear symmetry energy and GW170817 constraint
旋转脉冲星的磁场可能非常强，以至于中子星（NS）物质的物态方程（EOS）会受到重子自旋极化的显著影响。在非相对论性Hartree-Fock形式下，利用一个真实的密度相关核子-核子相互作用，并将其自旋和自旋-同位旋依赖性精确地调整到自旋极化核物质的Brueckner-Hartree-Fock结果，研究了自旋极化核物质的物态方程.结果表明，随着重子自旋极化率的增加，核对称性能量和质子分数显著增加，导致磁星冷却过程中直接Urca过程的几率增大.在不同的重子自旋极化下得到的$β$稳定的np $eμ$物质的物态方程作为Tolman-Oppenheimer-Volkov方程的输入，确定了NS的流体静力学组态.基于GW 170817对NS的半径$R_{1.4}$和$M\approx 1.4_\odot$的约束，我们的平均场结果表明，NS并合中可能有高达$60~\%$的重子是自旋极化的.这一结果支持Metzger等人提出的GW 170817蓝色千诺瓦喷出物的磁星起源，因此，在NS物质物态方程的多体计算中，需要对重子的自旋极化进行适当的处理，然后才能将计算的NS物质质量和半径与多信使GW 170817观测约束的结果进行比较。
2020-10-28 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Analysis of Neutron Stars Observations Using a Correlated Fermi Gas Model
背景：核对称能是确定中子星（NS）状态方程的基本要素。最近的地面实验限制其值和斜率在核饱和密度，但是，它的值在更高的密度是未知的。假设自由费米气体（FFG）模型的动力学对称能，高密度外推取决于一个单一的参数，密度依赖的潜在的对称能。相关费米气体模型（CFG）是对FFG模型的改进，它包括了核物质中短程、相关、高动量核子的影响。使用CFG模型的动力学对称能量与地面测量的限制，导致一个软得多的密度依赖的潜在的对称能量。目的：检验FFG和CFG模型描述NS观测量的能力，这些观测量在高密度下对对称能直接敏感。具体地说，检查CFG模型的能力，其更软的密度依赖性的潜在的对称性能量，描述两个太阳质量的NS。研究方法：使用贝叶斯分析NS观测值，我们比较的CFG和FFG模型，并检查所得到的参数在NS状态方程和密度依赖的潜在对称能量。结果如下：尽管在对称能的潜在部分的密度依赖性有很大的差异，这两个模型可以描述NS数据和支持两个太阳质量的NS。不同的密度依赖性对NS状态方程只有很小的影响。结论：虽然敏感的对称性能量的高密度值，NS观测值本身是不足以区分的CFG和FFG模型。这表明，由NS观测值的贝叶斯分析得到的NS状态方程是稳健的，并且对用于动力学对称能的精确核模型不敏感。
2016-08-01 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Vacuum polarization effects in hyperon rich dense matter -- a nonperturbative treatment
利用量子强子动力学（QHD）模型导出了带电中性稠密物质的物态方程。这是在一个非微扰的方式进行，包括重子的量子校正，通过重子-反重子凝聚真空的重新排列。这就产生了相对论性哈特里近似在重子蝌蚪图上求和的结果。标量介子的量子修正也以类似的方式考虑。这导致了超声波物质的状态方程的软化。该方法还允许我们对介质中σ介子质量进行自洽计算。考虑了这种量子修正对电荷中性稠密物质组成的影响。本文还研究了所得到的物态方程对中子星结构的影响。
2000-12-31 astro-ph hep-ph nucl-th
Bayesian inference of dense matter EOS encapsulating a first-order hadron-quark phase transition from observables of canonical neutron stars
【目的】利用LIGO/VIRGO、NICER和Chandra等机构报道的典型NS半径数据，推导描述强子-夸克一阶相变的致密丰中子物质状态方程的后验概率分布函数（PDF）和9个参数的相关性。我们还推断了1.4 M $_{\odot}$ NS中的夸克物质（QM）质量分数及其半径，并预测了它们在更大质量NS中的值。[方法]在贝叶斯统计框架下，采用马尔可夫链蒙特卡罗抽样方法，利用元模型生成强子和量子态观测系统。一个明确的同位旋相关的参数状态方程的$npeμ$物质在NS在$β$平衡连接通过麦克斯韦建设的QM状态方程所描述的恒定声速（CSS）模型的Alford，汉和Prakash。[结果]（1）在68%置信水平下，强子-夸克跃迁密度$ρ_t/ρ_0$和相对能量密度跃迁$\De\ep/\ep_t$的最可几值分别为$ρ_t/ρ_0=1.6^{+1.2}_{-0.4}$和$\De\ep/\ep_t=0.4^{+0.20}_{-0.15}$。相应的概率分布的QM分数在1.4 M $_{\odot}$ NS峰值约0.9在10公里的球体。与$ρ_t$和$\De\ep/\ep_t$的PDF强相关，QM声速平方$\cQMsq/c^2$的PDF在$0.95^{+0.05}_{-0.35}$处达到峰值，并且小于1/3的总概率非常小。(2)强子的概率密度函数与量子态方程参数之间的相关性很弱。【结论】现有的天体物理数…
2021-02-16 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Direct Astrophysical Tests of Chiral Effective Field Theory at Supranuclear Densities
最近的中子星观测与引力波和X射线定时提供了前所未有的访问的状态方程（EoS）的密度很难实现在地面实验。与此同时，手征有效场论（$χ$ EFT）的可靠不确定性估计的EoS预测束缚了我们的理论无知。在这项工作中，我们分析天体物理数据使用的中子星EoS条件$χ$ EFT的非参数表示直接约束的紧凑对象的基本物理性质。我们讨论了如何在高密度的数据约束的EoS时，我们的条件$χ$ EFT在低密度。我们还演示了如何利用天体物理数据直接测试的预测$χ$ EFT的EoS核饱和密度的两倍，并估计这些预测可能会打破的密度。我们发现，存在的大质量的恒星，引力波从GW170817，和NICER观测PSR J0030 + 0451有利于$χ$ EFT预测的EoS核饱和密度超过一个更不可知的分析多达7倍的量子蒙特卡罗（QMC）计算在这项工作中使用。虽然使用QMC的$χ$ EFT预测与高达两倍核饱和密度的引力波数据完全一致，但NICER观测表明，在核饱和密度下，EoS相对于这些预测变硬。此外，我们边缘化的密度的不确定性，在$χ$ EFT开始崩溃，约束$1.4\,M_\odot$中子星的半径$R_{1.4}=11.40^{+1.38}_{-1.04}$（$12.54^{+0.71}_{-0.63}$）公里和压力的两倍核饱和密度$p(2n_\mathrm{sat})=14.2^{+18.1}_{-8.4}$（$28.…
2020-11-08 astro-ph.HE nucl-th
Limitations in constraining neutron star radii and nuclear properties from inspiral gravitational wave detections
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
本研究利用Fisher信息矩阵方法，在相对论平均场理论框架下评估第三代引力波探测器对中子星状态方程和核性质的约束能力，发现旋进引力波信号在亚饱和密度区域约束较弱，导致半径测量精度受限。
2026-05-27 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Observational discrimination of Eddington-inspired Born-Infeld gravity from general relativity
对中子星的直接观测可以告诉我们一个修正引力的印记。然而，由于中子星物质物态方程和引力理论的不确定性，通常很难求解简并度。在本文中，我们成功地找到了区别Eddington启发的Born-Infeld引力（EiBI）和广义相对论的观测可能性。结果表明，具有$0.5M_{sun}$的中子星的半径与${}^{208}$ Pb的中子皮厚度有很强的相关性，而这种相关性依赖于EiBI中的耦合常数.结果表明，利用$0.5M_{sun}$对中子星半径的直接观测和地面实验对${}^{208}$ Pb中子皮厚度的测量，不仅可以区分EiBI与广义相对论，而且可以估算EiBI中的耦合常数。
2014-04-22 astro-ph.HE nucl-th
Massive relativistic compact stars from SU(3) symmetric quark models
通过假设重子八重态具有SU（3）对称性，利用协变密度泛函（CDF）理论方法，我们构造了一组超子状态方程（EoS）。低密度区域的地球上的实验的限制，而高密度制度的模拟系统地改变核物质偏度系数$Q_{\rm sat}$和对称能量斜率$L_{\rm sym}$。EoS预测的灵敏度是根据SU（3）对称模型的$z$参数来探讨的，该参数修改了介子-超子耦合常数，使其偏离SU（6）对称值。我们的结果表明，基于我们的方法的EoS模型可以支持静态托尔曼-奥本海默-爱因斯坦（TOV）质量范围内的$2.3$ - $2.5\,M_{\odot}$在大- $Q_{\rm sat}$和小- $z$制度，但这样的恒星只包含微量的超子相比，SU（6）模型。我们还构造了我们的模型EoS的均匀旋转开普勒配置的恒星序列的质量可能达到$3.0\,M_{\odot}$。这些结果被用来探索系统的依赖性的最大质量的比率的旋转和静止的恒星，下限的旋转频率的模型，将允许次级质量的引力波事件是紧凑的恒星与$M_2 \lesssim 3.0\,M_{\odot}$和奇异分数的模型参数。我们的结论是，超大质量恒星模型原则上可以在SU（3）对称模型中构造，但当奇异度分数低于3%时，它们是类核子的。
2022-10-05 astro-ph.HE nucl-th
Probing the high-density behavior of nuclear symmetry energy with high-energy radioactive beams
高能放射性核束诱导的中心碰撞是获得核对称能高密度（{ \rm HD}）行为的重要手段。这些信息对于理解天体物理学中的几个关键问题至关重要。在一个基于唯象状态方程（{ \rm EOS}）的稠密丰中子物质与同位旋相关的强子输运模型中，我们研究了核对称能HD行为的几个实验探针，如$π^-$与$π^+$的比值、中子-质子差流及其激发函数.这些观测值的测量将提供第一个地球上的数据，以严格限制核对称能量的HD行为，从而也{ \rm EOS}的密集的富中子物质。
2003-01-10 nucl-ex nucl-th
Intrinsic Correlations Among Characteristics of Neutron-rich Matter Imposed by the Unbound Nature of Pure Neutron Matter
纯中子物质（PNM）的非束缚性质要求对称核物质（SNM）物态方程参数（不可压缩性$K_0$、偏度$J_0$和峰度$I_0$）与表征对称能量的参数（斜率$L$、曲率$K_{\rm{sym}}$和偏度$J_{\rm{sym}}$）之间存在内在相关性，而与任何核多体理论无关。我们研究这些内在的相关性和它们的应用，更好地约束鲜为人知的核对称能的高密度行为。在最低阶近似下，得到了对称能斜率$L$、曲率$K_{\rm{sym}}$和偏度$J_{\rm{sym}}$的主要部分分别为$L\approx K_0/3, K_{\rm{sym}}\approx LJ_0/2K_0$和$J_{\rm{sym}}\approx I_0L/3K_0$.对这些简单关系的高阶修正可以用高阶状态方程参数的小比值来表示。由此产生的一些EOS参数之间的内在相关性很好地再现了各种微观核多体理论和唯象模型所预测的关系，这些模型受到文献中现有的地球实验和天体物理观测数据的约束。PNM的无束缚性质是基本的，并且表征SNM EOS和对称性能量的EOS参数之间所需的内在相关性是普遍的。这些内在的相关性提供了一种新的和模型无关的工具，不仅用于一致性检查，而且用于通过使用具有较小不确定性的那些来调查鲜为人知的富中子物质的高密度性质。
2021-03-01 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Towards Understanding Astrophysical Effects of Nuclear Symmetry Energy
确定致密丰中子核物质的物态方程是核物理和天体物理的共同目标。除了可能的相变，核对称性的密度依赖性\esym是丰中子核子物质状态方程中最不确定的部分，特别是在超饱和密度下。近年来，利用各种微观核多体理论和唯象模型，在预测对称能和理解为什么对称能仍然很不确定方面取得了很大进展。与此同时，在地球核实验室和天体物理观测站的对称能探测方面也取得了重大进展。鉴于GW170817事件以及正在进行或计划进行的核实验和天体物理观测探测致密富中子物质的状态方程，我们回顾了最近的进展，并确定了新的挑战，我们对几个选定的主题了解核对称能量的天体物理效应至关重要。
2019-05-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Nuclear constraints on gravitational waves from deformed pulsars
最近直接探测到的引力波（GW）从二元黑洞合并（2016年，物理评论快报。116，no. 6，061102; no. 24，241103）打开了一个全新的非电磁窗口进入宇宙，使之有可能探测物理学一直隐藏或黑暗的电磁观测。除了涉及黑洞的灾变事件外，引力波还可以由涉及中子星的物理过程和系统触发。中子星的性质在很大程度上取决于富中子物质的状态方程，而富中子物质的状态方程是计算恒星结构和相关现象（如椭圆变形双星和中子星双星的引力波发射）性质的主要成分。虽然丰中子物质的状态方程仍然是相当不确定的，主要是由于在高密度下的核对称能的密度依赖性知之甚少，最近在约束对称能从地面核实验室的数据取得了重大进展。这些约束条件可以提供有用的信息，从中子星预期的GWs的限制。本文简要回顾了我们以前用地球核实验室的观测数据对椭圆形变星体的引力辐射进行约束的工作，并根据最近的引力波探测结果，利用中子星地壳破裂应变的一个乐观值，估算了15颗距地球0.16 kpc ~ 0.91 kpc的椭圆形变星体的最大引力波应变振幅。并发现它在$\sim[0.2-31.1]\times 10^{-24}$的范围内，这取决于用来计算中子星性质的状态方程的细节。的影响进行了讨论。
2016-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Nuclear limits on properties of pulsars and gravitational waves
脉冲星是宇宙中最神秘的天体之一，被认为是超新星爆炸形成的旋转中子星。它们是致密物质理论和引力物理学的独特试验场，也是核物理学、粒子物理学和广义相对论之间的联系。中子星可能表现出一些在宇宙中其他地方找不到的最极端和奇异的特征。它们的性质在很大程度上取决于富中子物质的状态方程（EOS），这是计算中子星结构和相关现象（如形变中子星的引力波发射）性质的主要成分。目前，丰中子物质的物态方程仍然是非常不确定的，主要是由于人们对核对称能的密度依赖性知之甚少，特别是在过饱和密度下。尽管如此，最近已经取得了重大进展，主要是在亚饱和密度使用地面核反应的核对称性能量的密度依赖性的约束。虽然仍然有一些不确定性，特别是在超饱和密度，这些限制可以提供有用的信息的限制的全球性质的恒星和引力波，预计从他们。在这里，我们回顾了我们最近的工作，约束性能的恒星和引力辐射的数据从地面核实验室。
2010-01-03 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Imprints of the nuclear symmetry energy on gravitational waves from the axial w-modes of neutron stars
本文用连分式方法研究了振荡中子星轴向w模的本征频率。结果表明，核对称能$E_{sym}(ρ)$的密度依赖性对这些模式的频率和阻尼时间都有显著的影响。除了证实先前发现的质量标度本征频率作为中子星致密性函数的普遍行为外，我们还探索了几种可供选择的普遍标度函数。此外，$w_{II}$ -模式被发现只存在于中子星具有$M/R\geq 0.1078$的紧凑性独立于所使用的EOS。
2009-08-13 astro-ph.SR gr-qc nucl-ex
Neutron star matter equation of state and gravitational wave emission
强相互作用物质的物态方程的密度比地球宏观物体的典型密度大10 ~ 15个数量级，它决定了中子星的许多性质，包括非径向振荡模式激发后发射的引力波的模式。本文综述了中子星物质模型的一些方法，以及从中子星发射的引力波的实验研究中获得新见解的前景。
2005-07-21 astro-ph nucl-th
Nuclei in Core-Collapse Supernovae Engine
本文综述了用于核塌缩超新星模拟的核状态方程和核塌缩超新星的组成核及其在核塌缩超新星模拟中的作用。各种核，如氘，铁和极富中子的核组成了CCSNe的中央引擎。坍缩核的中心在发生核反弹之前是由富中子重核控制的。它们之间的弱相互作用显著影响中微子的发射和产生的原中子星的大小。在核心反弹之后，在膨胀的冲击波和新形成的中子星（NS）之间，重核溶解成质子、中子和轻核。在确定冲击波动力学和超新星爆炸的外层信封的一些关键组成部分是中微子相互作用的核子和轻核，如氘。状态方程提供了材料性质和核组成之间的关系，并且需要模拟这种爆炸。对均匀和非均匀核物质的进一步研究有助于加深对CCSNe机制和超新星核性质的理解。均匀核物质物态方程的知识正通过微观计算、地面实验和NS观测的结合而不断得到改进。结合各种核实验和现有理论，认为在非均匀核物质状态方程模型中，重核的有限温度效应、稀核物质中轻核的形成以及向均匀核物质的转变等问题还有待改进。
2022-12-19 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
A Hydrodynamical Study on the Conversion of Hadronic Matter to Quark Matter: I. Shock-Induced Conversion
我们研究了强子物质（HM）到3味夸克物质（3QM）的局部跃迁，把这一转变过程看作是燃烧过程，并用流体力学的方法来描述。不仅考虑了转换前沿两侧的跳跃条件，而且考虑了转换前沿内部的结构，考虑了在混合相中弱相互作用的时间尺度上的转换过程以及状态方程（EOS）。假设HM是亚稳态的，其自由能大于3QM，但小于2味夸克物质（2 QM）的自由能，我们考虑了由冲击波中密度的快速上升引发的2 QM跃迁.根据计算结果，我们讨论了可能实现的燃烧模式（强/弱爆轰）。HM用基于相对论平均场论的物态方程描述，2，3QM用MIT袋模型近似。我们证明了在很宽的袋常数和强的耦合常数范围内，在这种状态方程的组合中，燃烧可能发生在所谓的吸热区，其中燃烧的Hugoniot曲线在P-V平面内低于冲击波的Hugoniot曲线，并且没有地面对应部分。我们发现强爆轰总是发生的。取决于夸克物质的状态方程、夸克物质的密度和爆轰波阵面的马赫数，从夸克物质到2 QM的退禁闭在激波中完成或不完成。在后一种情况下，这是更有可能的，如果状态方程的QM确保解除禁闭发生以上的核饱和密度和冷夸克星的最大质量大于两个太阳质量，转换继续进一步通过混合状态的HM和3QM的时间尺度上的弱相互作用。
2015-12-01 astro-ph.SR nucl-th
Equation of state of dense matter in the multimessenger era
超饱和密度下的对称核物质（SNM）的物态方程（EOS）已经受到重离子碰撞的较好约束，而高密度丰中子物质的物态方程由于对称能的高密度行为知之甚少而仍然存在很大的不确定性。利用重离子碰撞对超饱和密度下SNM状态方程的约束，结合有限核的数据和电磁观测的$2M_\odot$中子星的存在，我们证明了高密度对称能不能太软，这将导致$Λ_{1.4} \ge 193$的无量纲潮汐变形能力和$1.4M_\odot$中子星的半径有一个下界，即$R_{1.4} \ge 11.1$ km.此外，我们发现，最近的约束$Λ_{1.4} \le 580$从引力波信号GW 170817检测到的中子星合并的LIGO和Virgo合作排除了过于僵硬的高密度对称能，导致上限为$R_{1.4} \le 13.3$公里。所有这些基于强、电磁和引力测量的地球核实验和天体物理观测，对SNM、纯中子物质和中子星物质的高密度对称能和物态方程提出了严格的约束。
2019-05-09 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Constraining of Nuclear Matter Equations of State With Rotating Neutron Stars
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）
本研究利用KEH方法，基于Gogny型相互作用计算快速旋转中子星的EoS，揭示旋转效应对方程 of State与观测数据对比的重要性。
2025-11-28 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Hadron polarization and equation of state at FAIR/RHIC-BES energies
Fudan University（复旦大学）；Goethe-Universität Frankfurt（法兰克福歌德大学）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI亥姆霍兹重离子研究中心有限公司）；Frankfurt Institute for Advanced Studies（法兰克福高等研究所）
利用UrQMD输运模型，研究Ag+Ag和Au+Au碰撞中Λ超子的热涡度诱导极化，发现极化对状态方程敏感，且低束能量下极化不下降，表明大涡度源于重子流停止产生的大剪切。
2026-06-17 nucl-th
High Density Behaviour of Nuclear Symmetry Energy and High Energy Heavy-Ion Collisions
高能重离子碰撞被认为是获得核对称能高密度（{ \rm HD}）行为信息的一种新方法。在一个基于唯象状态方程（{ \rm EOS}）的强子输运模型中，讨论了高能重离子碰撞中形成的HD核物质的同位旋不对称性主要取决于核对称能的HD行为.几种敏感探针的实验特征，即，研究了$π^-$与$π^+$的比值、横向集体流及其激发函数和中子-质子差流。一个可能的同位旋分离不稳定性在致密的富含中子的物质的前兆预计出现的局部极小值的横向流参数的激发函数的中子和质子以上的π生产阈值。由于它的{ \it定性}性质不同于其他{ \it定量}观测值，这种前体可以用作核{ \rm EOS}的同位旋依赖性的独特特征。这些观测值的测量将提供第一个地球上的数据，以严格限制核对称能量的HD行为，从而也{ \rm EOS}的密集的富中子物质。本文还讨论了这些发现对中子星研究的意义。
2002-06-22 astro-ph nucl-ex nucl-th
Impact of the equation-of-state -- gravity degeneracy on constraining the nuclear symmetry energy from astrophysical observables
在理解中子星的性质时，超致密丰中子核物质的物态方程与强场引力之间存在着简并关系。虽然人们对物态方程知之甚少，但在强场领域，选择广义相对论或替代引力理论也存在长期的模糊性。除了超子和新相的可能出现外，核子状态方程目前最不确定的部分是核对称能的密度依赖性。为了提供可能有助于打破EOS-gravity简并的信息，我们研究了由地球核实验室实验确定的不确定范围内的对称能对GR和标量张量（ST）引力理论中中子星的引力结合能和时空曲率的影响。特别地，我们着重讨论了下列参数对丰中子核子物质物态方程的影响：（1）对称核物质的不可压缩性$K_0$，（2）饱和密度下对称能的斜率$L$，（3）对称能的高密度行为。我们发现，密度斜率$L$或对称能的高密度行为的变化导致中子星的结合能和曲率的大的变化，而改变更多的约束$K_0$的影响可以忽略不计的小。使用GR和ST理论预测的差异只出现在大质量中子星上，并且明显小于由对称能量变化引起的差异。我们的结论是，在ST引力理论中，最近的相对论脉冲星测量已经打破了EOS引力简并性，而对致密性敏感的中子星性质的测量主要限制了对称能的密度依赖性.
2014-12-16 astro-ph.SR gr-qc nucl-ex
Towards constraining QCD phase transitions in neutron star interiors: Bayesian Inference with TOV linear response analysis
本研究针对中子星内强子-夸克相变难以通过理论或实验确定的问题，基于基准EoS分析相变重构质量对观测数量及不确定性的依赖，通过构建神经网络参数化EoS并设计基于TOV方程线性响应分析的参数优化算法，为未来利用X射线和引力波测量理解中子星相变特征奠定基础。
2025-04-30 astro-ph.HE hep-th nucl-th
Can the maximum mass of neutron stars rule out any equation of state of dense stellar matter before gravity is well understood?
可能没有！作为一个例子，使用与现有的地球核实验室实验一致的软EOS，对含有夸克核的混合中子星进行了MIT袋模型描述，使用合理的参数，我们表明，最近发现的中子星最大质量PSR J1614-2230的新持有者$1.97\pm0.04M_{\odot}$可以很好地描述，通过纳入汤川引力校正，这与中子-质子和中子-铅散射以及反质子原子的光谱学。
2011-01-07 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Constraining Nuclear Symmetry Energy with Multi-messenger Resonant Shattering Flares
利用中子星（NS）和核可观测量测量核对称能是一个重要的研究方向。由于NS核中的物质可能是非强子的，像半径和潮汐变形性这样的可观测量可能无法对核子物质的性质提供可靠的约束。我们证明了共振破碎耀斑（RSF）和引力波信号在二进制NS inspiral探测器的壳核过渡区，并提供了对称性能量的限制，可比的地球核实验的时间重合。我们发现，核质量，RSFs和测量NS半径和潮汐变形约束不同的密度范围内的EOS，提供互补的探针。
2022-08-01 astro-ph.HE nucl-th
Super-soft symmetry energy encountering non-Newtonian gravity in neutron stars
考虑到大统一理论中提出的非牛顿引力，我们证明了中子星的稳定性和观测到的整体性质不能排除超饱和密度下的超软核对称性能量.利用与现有地球实验室数据一致的富中子核物质状态方程（EOS）估计了中子星可能违反引力平方反比定律的程度。
2009-11-04 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Implications of the mass $M=2.17^{+0.11}_{-0.10}$M$_\odot$ of PSR~J0740+6620 on the Equation of State of Super-Dense Neutron-Rich Nuclear Matter
我们研究了最近报告的PSR~ J 0740 +6620的质量$M=2.17^{+0.11}_{-0.10}$ M $_\odot$对超致密丰中子核物质状态方程（EOS）的影响，并考虑到基于PSR~ J 0348 +0432的质量$M=2.01\pm 0.04$ M $_\odot$、GW 170817的最大潮汐变形性以及各种陆地核实验室实验的早期结果。测量超致密同位旋对称核物质刚度的偏度$J_0$的下限从约-220 MeV提高到-150 MeV，显著降低了其当前的不确定性范围。高密度对称能的下限也明显增加，导致在$β$ -平衡下中子星中的最小质子分数从约0上升到约5\%，约为核物质饱和密度的三倍。一些最广泛使用的和以前测试良好的模型EOS的困难，同时预测最大质量高于2.17 M $_\odot$和压力一致，从GW 170817提取一些有趣的新的挑战，核理论。
2019-05-25 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Constraints on the symmetry energy from neutron star observations
许多中子星观测量的建模包含了恒星壳和核的微观物理，这与核物质状态方程（EoS）的性质密切相关。我们探讨了这些模型的预测实验约束的核物质参数的范围内，专注于核饱和密度$L$的对称能的斜率。利用中子星壳核物质组成和EoS的一致模型，模拟了双脉冲星系统J 0737 -3039中脉冲星B的结合能、中子星壳的扭转振荡频率和壳核界面电子-电子粘性阻尼的中子星核r模不稳定区。通过面对这些模型的观测，我们说明了天体物理观测值的潜力，提供限制鲜为人知的核物质参数补充地面实验，并证明我们的模型一致预测$L<70$兆电子伏。
2012-12-18 astro-ph.HE nucl-th
Deep TOV to characterize Neutron Stars
本研究提出基于神经网络的Deep TOV方法，可快速从物态方程映射中子星质量半径，还构建了FRZ$χ_{1.5}$模型的EoS求解器并分析参数敏感度，为多信使观测的中子星表征提供高效工具。
2024-05-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Bayesian Analysis of the Neutron Star Equation of State and Model Comparison: Insights from PSR J0437+4715, PSR J0614+3329, and Other Multi-Physics Data
Universidad Andrés Bello（安德斯·贝略大学）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen (CUHKShenzhen)（香港中文大学（深圳））
本文通过贝叶斯分析，利用多物理数据约束中子星方程 of 状态参数，发现Skyrme模型在综合数据下表现最佳，确定了对称能量参数和中子星半径、潮汐变形性等关键结果。
2025-11-11 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Probing the high-density behavior of symmetry energy with gravitational waves
引力波（GW）天文学为探索宇宙中富含中子物质的状态方程（EOS）打开了一扇全新的窗口。随着下一代GW探测器的出现，在不久的将来，测量合并的中子星双星系统、旋转中子星上的山脉和恒星振荡模式的引力辐射可能成为可能。使用一组模型EOS满足最新的限制，从地面核实验，国家的最先进的核多体计算的纯中子物质EOS，和天体物理观测一致，我们研究了各种GW签名的高密度行为的核对称性能量，这被认为是最不确定的属性之间的密集的富中子核子物质。特别是，我们发现的潮汐极化率的中子星，潜在的可测量的双星系统合并之前，是更敏感的高密度成分的核对称能比在核饱和密度的对称能。我们还发现，从椭圆变形的恒星GW应变振幅的上限是非常敏感的对称性能量的密度依赖性。这表明，未来的发展，在中子星地壳的建模，并直接引力波信号吸积双星将提供丰富的信息EOS的中子丰富的物质。我们还审查的灵敏度的$r$模式不稳定窗口的对称性能量的密度依赖性。虽然具有较大的值的密度斜率的对称性能量饱和的模型似乎是不利的，由目前的观测数据，在一个简单的$r$模式模型，我们指出，随后较软的行为的对称性能量在高密度（暗示最近的观测解释）可以统治他们。
2013-09-20 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Toward a Unified Understanding of the Dense Matter Equation of State
University of Trieste（的里雅斯特大学）；INFN - Section of Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；University of Houston（休斯顿大学）；Goethe University（法兰克福歌德大学）；Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR (HFHF)（黑森亥姆霍兹FAIR研究院）；Nikhef（荷兰国家核与亚原子物理研究所）；Utrecht University（乌得勒支大学）；Duke University（杜克大学）；Ohio University（俄亥俄大学）
本文综述了通过重离子碰撞和多信使天文学提取密集核物质方程状态的方法，探讨了NMMA、MUSES和BAND框架在结合数据和预测中子星性质方面的进展与挑战。
2026-06-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Constraining compact star properties with nuclear saturation parameters
利用相对论密度泛函理论导出的一组强子状态方程（EoS），并结合地球实验、天体物理观测（特别是GW 170817事件）和中子物质手征手征有效场论（$χ$ EFT），探讨了EoS参数化对饱和密度下定义的几个核物质特征的敏感性.我们发现致密星的总体性质对饱和密度附近的等密度偏度系数$Q_{\text{sat}}$和等矢量斜率系数$L_{\text{sym}}$最为敏感，因为我们的模型中高阶系数如$K_{\text{sym}}$是固定的.更具体地说，（i）其中$Q_{\text{sat}}$是控制致密星最大质量和半径的主要参数，而$L_{\rm sym}$在一定程度上受到中子物质$χ$ EFT的限制;（ii）质量足够大，（如果$Q_{\text{sat}}$的值足够大，可以得到同时具有超子和$Δ$共振的$M\sim 2.0~M_{\odot})$致密星;（iii）$Δ$的出现减小了正则质量（$M\sim 1.4~M_{\odot})$）致密星的半径，从而缓和了相对论密度泛函的预言与从附近孤立中子星的X射线观测中得到的推论之间的紧张关系。
2019-07-16 astro-ph.HE nucl-th
Extending multi-messenger constraints on neutron star matter through the inclusion of direct Urca cooling
Universität Potsdam（波茨坦大学）；National Research and Innovation Agency (BRIN)（国家研究与创新署）；Utrecht University（乌得勒支大学）；Nikhef（尼赫夫）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
本研究通过贝叶斯方法将直接Urca冷却约束纳入中子星状态方程推断，结合多种观测数据，发现该约束偏好更硬的状态方程，并提高了标准质量中子星内部的质子份额，展示了组成敏感观测量在多信使推断中的价值。
2026-09-25 astro-ph.HE nucl-th
Can we decipher the composition of the core of a neutron star?
广义相对论保证了多信使天文学可获得的中子星（NS）的静态观测值（如质量半径或潮汐变形）与β平衡物质的状态方程（EoS）之间唯一的一一对应。众所周知，这些静态特性不足以区分传统的NS和混合星。然而，如果假设存在于中子星核中的强子只是中子和质子，那么轻子分数原则上是由化学平衡条件明确决定的。使用一个简单的分析方法的基础上的多项式展开的EoS，我们表明，多个解决方案是可能的β-平衡方程，导致一个特征的不确定性的组成的内部的NS，即使在纯核子假设。我们进一步表明，额外的经验信息对称物质在高密度是不是很有效的牵制的组成，如果测量的不确定性占。我们的结论是，只有在高密度下对对称能的约束，才能对破译中子星核的组成产生有意义的影响。我们的研究结果给出了一个下限的不确定性NS核心组成，可以得到与天体物理和地面实验。
2022-03-04 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Thermodynamic signatures do not uniquely identify deconfinement in neutron stars
Nanjing University（南京大学）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院）
该研究通过构建密度分辨的核子参考域，证明中子星热力学特征（多方指数与声速）不能唯一标识退紧闭相变，并定量表明现有观测未拒绝核子零假设。
2026-10-02 nucl-th
