Finite-Temperature Equations of State for Neutron-Star Mergers within the Quark Mean-Field Model
Xiamen University（厦门大学）；Qinghai University（青海大学）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
本研究将夸克平均场（QMF）模型扩展至有限温度，以相对论平均场（RMF）为参考，计算不同核物质的热力学性质，给出热指数的紧凑解析表达式，可直接用于双中子星并合模拟。
2026-10-14 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Constraining hadron-quark phase transition parameters within the quark-mean-field model using multimessenger observations of neutron stars
本文推广了夸克平均场模型，研究了中子星核内夸克物质的可能存在。将强子相的QMF与高密度夸克相的“恒声速”参数化相结合，实现了一个尖锐的强子-夸克相变。系统地研究了核对称性能量斜率参数$L$和无量纲相变参数（跃迁密度$n_{\rm trans}/n_0$、跃迁强度$Δ\varepsilon/\varepsilon_{\rm trans}$和夸克物质声速平方$c^2_{\rm QM}$）的相互作用对混合星性质的影响，特别是对最大质量$M_{\rm max}$和典型$1.4 \,M_{\odot}$星的半径和潮汐形变的影响.我们证明了对称能量斜率$L$和典型恒星半径$R_{1.4}$之间的强相关性，类似于之前在没有相变的中子星中发现的相关性。通过引入相变，我们得到了$1.4 \,M_{\odot}$星的最大质量（$M_{\rm max}< 3.6 \,M_{\odot}$）和半径（$R_{1.4}\gtrsim 9.6~\rm km$）的鲁棒极限，并发现在低密度$\lesssim 1.3-1.5 \, n_0$下发生的太弱的（$Δ\varepsilon/\varepsilon_{\rm trans}\lesssim 0.2$）相变是非常不利的.我们还表明，未来的测量半径和潮汐变形的$\sim 1.4 \,M_{\odot}$明星，以及质量测量非常大的恒星，可以帮助揭示夸克物质的存在和数量…
2020-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The quark mean field model with pion and gluon corrections
在夸克平均场（QMF）模型下，在夸克水平上考虑了π介子和胶子的影响，研究了核物质和有限核的性质。核子被描述为三个夸克的组合，被谐振子势所限制。为了满足QCD理论的精神，我们在二阶微扰理论中处理了π介子和胶子对核子结构的贡献。在核多体系统中，核子之间通过交换介子相互作用。在不同夸克质量$m_q$的情况下，通过对几种闭壳层核基态性质的拟合，确定了三组关于介子-夸克耦合常数的参数集，分别命名为QMF-NK 1，QMF-NK 2和QMF-NK 3.结果表明，这三个参数集均能较好地描述核物质和有限核的性质，同时在不考虑超子自由度的情况下，也能预测$2.3M_\odot$附近较大的中子星质量.
2016-09-16 nucl-th
Quark mean-field model for nuclear matter with or without bag
在夸克平均场模型的基础上引入袋约束机制，提出了新的夸克平均场袋模型。用QMFB模型研究了核物质和中子星的性质。对于袋效应的研究，我们通过再现核物质的经验饱和性质，重新拟合了12个参数集。夸克禁闭在模型中的表现主要是由袋来体现，而不是由禁闭势来体现。对于核物质，袋降低了结合能，增加了对称能。对于中子星，袋显著影响$1.4M_\odot$星的半径$R$，最大质量仅略有改变。袋还对公认的$R$对$L$依赖性具有大的抑制作用，其中$L$是饱和密度下的对称能斜率。
2019-01-14 astro-ph.HE hep-th nucl-th
Single-$Ξ^-$ hypernuclei with quark mean field model
用夸克平均场模型研究了单$Ξ^-$超核.在夸克水平上，$Ξ^-$超子由一个$d$夸克和两个$s$夸克组成，它们被谐振子势限制。在强子的情况下，重子通过在不同重子中的夸克之间交换$σ, ~ω$和$ρ$介子而相互作用。利用几种稳定核的基态性质和核饱和密度下$Λ$和$Ξ$单原子势的经验值，采用不同的参数集，研究了从$\ce{_{Ξ^{-}}^{12}Be}$到$\ce{^{208}_{Ξ^-}Tl}$的$Ξ^-$单原子结合能.对于$\ce{Ξ^{-}{+}^{14}N}$的束缚态（即，在KEK-E373实验中，对KISO事件命名为$\ce{^{15}_{Ξ^-}C}$）系统，在QMF-NK 1 S、QMF-NK 2S和QMF-NK 3S参数组下，发现$Ξ^-$的结合能在$5.61-5.89$ MeV附近，$1p$的结合能在$0.94-1.21$ MeV附近，其单个$Ξ$势为$-12$ MeV.这些结果和用高斯展开方法得到的关于$\ce{Ξ^{-}{+}^{12}Be}$的集团模型的结果表明，在KISO事例中，$Ξ^-$超子可能占据$1p$态.此外，对于$\ce{Ξ^{-}{+}^{207}Pb}$，在$27$ MeV附近获得$Ξ^-$结合能（即，$\ce{^{208}_{Ξ^-}Tl}$）系统。能量与实验观察到的$\ce{^{208}_ΛPb}$的单- $Λ$结合能几乎相当。它表明，$Λ…
2017-10-24 nucl-th
Note on neutron star equation of state in the light of GW170817
从GW170817的第一个多信使事件开始，我们就可以得到两颗恒星的潮汐形变的清晰鲁棒约束，这为我们研究致密恒星物质的状态方程提供了独特的机会。在这篇文章中，我们采用了一个模型，从夸克水平，描述一致的核子和多体核子系统的夸克势。我们检查，我们的EOS集是一致的，在亚核饱和密度和更高的密度与现有的实验和观测约束。与从头计算的一致性也很好。特别是，我们调整的对称性能量的密度依赖性（其斜率在核饱和$L$），并研究其对潮汐变形的影响。所谓的$QMF18$ EOS是以$L=40~\rm MeV$的例子命名的，它给出了$M_{\rm TOV} =2.08~M_\odot$和$R= 11.77~\rm km$，$Λ=331$用于$1.4\,M_\odot$星。潮汐信号被证明是不敏感的不确定的壳核匹配，尽管对称能量斜率和恒星半径之间的良好的相关性。
2019-07-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
The quark strange star in the enlarged Nambu-Jona-Lasinio model
在扩大的SU（3）Nambu-Jona-Lasinio（NJL）模型中研究了奇异夸克星。稳定的夸克星一直存在到最大组态，其最大组态为rho_m=3.1，10^15，g/cm ^3，M_m=1.61，M_Sun，R_m=8.74，km。对于半径R_c=8.003 km，M_c=0.77，M_Sun的夸克星，当密度大于rho_c=9.84 g/cm ^3时，会出现奇异夸克。比较了用夸克平均场（QMF）方法获得的夸克星性质与用相对论平均场（RMF）理论构建的中子星模型的性质。
2002-02-23 nucl-th
Constraining the neutron star equation of state using Pulse Profile Modeling
一种非常有前途的测量稠密物质状态方程的技术利用了由于脉冲星机制、吸积流或中子星海洋中的热核爆炸而在中子星表面形成的热点。这篇文章解释了中子星内部成分探测器（NICER）如何使用热点的脉冲剖面建模，这是2017年安装在国际空间站上的X射线望远镜-以及为什么这项技术是下一个任务的驱动因素，更大面积的一代望远镜，包括增强型X射线定时和偏振测量（eXTP）任务和光谱时间，宽带能量X射线解析天文台（STROBE-X）。
2019-04-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
From $χ$EFT to Multi-Region Modeling: Neutron star structure with a polytropic extension of $χ$EFT and MUSES Calculation Engine multi-layer modeling
本文比较了基于手征有效场论的方法与MUSES计算引擎框架（对三个密度区域采用不同方法）在中子星结构建模中的优劣，分析了质量-半径关系。
2026-06-15 astro-ph.HE nucl-th
Modeling magnetic neutron stars: a short overview
中子星是中等质量恒星生命的终点，在宇宙中最极端的条件下，它们的核心物质是中子星。除了极端的温度（在原始中子星中发现）和密度，典型的中子星的磁场可以很容易地达到太阳的数万亿倍。在这些恒星中，大约有$10\%$被命名为\emph{magnetars}，它们拥有更强的表面磁场，高达$10^{15}-10^{16}\,\mathrm{G}$。在这次会议上，我们提出了一个简短的回顾历史和当前的文献有关的磁性中子星的建模。我们的目标是提出的结果，关于引入磁场的状态方程的物质使用相对论平均场模型（RMF模型），并在爱因斯坦方程耦合到麦克斯韦方程组的解决方案，以产生一个一致的计算磁星结构。我们讨论了状态方程模拟如何影响恒星的质量、半径、形变、成分和磁场分布，以及在这一研究领域存在的问题。
2018-06-06 astro-ph.HE nucl-th
Bayesian modeling of the nuclear equation of state for neutron star tidal deformabilities and GW170817
我们提出的预测中子星潮汐变形的核物质状态方程的贝叶斯分析，假设在高密度的极小模型，忽略了相变的可能性。贝叶斯后验概率分布是从基于现实的二体和三体核力的微观多体理论中获得的先验信息构建的，而似然函数则结合了来自核实验的关于状态方程的经验信息。从液滴模型出发，建立了中子星壳状态方程，并通过比较非均匀物质和均匀核物质中每重子的能量，得到了核壳跃迁密度。从冷$β$平衡的中子星状态方程出发，计算了中子星的潮汐形变率以及质量-半径关系。最后，我们研究了中子星潮汐形变与有限核性质之间的关系。
2019-12-15 astro-ph.HE nucl-th
The cooling of the Cassiopeia A neutron star as a probe of a triplet neutron pairing in the core
仙后座A中子星（Cas A NS）的快速冷却可以解释为在恒星的核心中中子超流的开始触发，导致中子库珀对破裂和形成（PBF）的中微子发射增强。这为探测堆芯中的中子凝聚物提供了独特的可能性。使用一致的中子星内核和地壳的状态方程和成分，我探讨了这种解释的敏感性的三重态超流凝析油的相态。通过在预期的中子星质量和包层组成范围内模拟冷却，发现Cas A NS的快速冷却不能用传统的含$m_{j}=0$的$^3$ P $_2$凝聚体中的PBF过程来解释。
2015-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Astrophysical Constraints on the Symmetry Energy and the Neutron Skin of $^{208}$Pb with Minimal Modeling Assumptions
对称能及其密度依赖性是许多核物理和天体物理应用的关键输入，因为它们决定了从核的中子皮厚度到地壳厚度和中子星半径的性质。最近，PREX-II报告了$^{208}$ Pb的中子皮厚度的值为$0.283 \pm 0.071$ fm，这意味着斜率参数$L = 106 \pm 37$ MeV，大于从微观计算和其他核实验获得的大多数范围。我们使用一个非参数状态方程表示的基础上高斯过程来约束对称能$S_0$，$L$，和$R_\mathrm{skin}^{^{208}\mathrm{Pb}}$直接从中子星的观测与最小的建模假设。由此产生的天体物理约束，从重脉冲星质量，LIGO/室女座，和NICER显然有利于较小的值的中子皮和$L$，以及负对称不可压缩。结合天体物理数据与PREX-II和手征有效场理论的约束，产生$S_0 = 33.0^{+2.0}_{-1.8}$ MeV，$L=53^{+14}_{-15}$ MeV和$R_\mathrm{skin}^{^{208}\mathrm{Pb}}=0.17^{+0.04}_{-0.04}$ fm。
2021-11-04 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Testing the formation scenarios of binary neutron star systems with measurements of the neutron star moment of inertia
两颗低质量的中子星，J 0737 - 3039 B和J 1756 -2251的伴星，显示出强有力的证据，证明它们是由电子俘获超新星（ECSN）或超剥离铁核坍缩超新星（FeCCSN）的ONeMg核坍缩形成的。利用系统生成的三组状态方程，研究了J 0737 - 3039 A的转动惯量与两颗低质量中子星的结合能之间的关系。我们发现这种关系，最近发现的I-Love-Q关系的一个不太严格的变体，然而比以前探索的结合能和核对称能L的斜率之间的相关性更鲁棒。我们发现，如果J 0737 - 3039 B或J1756-2251伴星是在ECSN中形成的，那么从祖核中损失的质量不会超过0.06个太阳质量，是目前超新星模型预测的质量损失的四倍多。J 0737 - 3039 A的转动惯量测量精度在脉冲星计时的10%以内（可能在十年内），可以区分ECSN或超剥离FeCCSN等地层情况，并且考虑到当前对预测堆芯质量损失的限制，可能将其排除在外。使用I-Love-Q关系，我们发现一个先进的LIGO可以潜在地测量中子星潮汐极化率等效的精度在中子星-中子星合并在200 Mpc的距离，从而获得类似的限制形成的情况。ECSNe发生的这些信息对于人口合成计算是重要的，特别是对于估计双中子星合并的速率以及由此产生的电磁波和引力波信号。进一步的进展需要作出模拟核心坍缩过程，导致低质量的中子星，特别是在作出有力的预测，从祖核心的…
2016-11-28 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
On the PBF neutrino losses in superfluid cores of neutron stars
在模拟中子星演化过程中，由于中子三重态配对对中微子PBF损失的轴向异常贡献仍然被忽略。本文估计了反常轴向贡献对中子星冷却速率的影响。
2017-12-28 astro-ph.HE nucl-th
Dense matter equation of state and neutron star properties from nuclear theory and experiment
稠密物质的状态方程决定了中子星的结构、它们的典型半径和最大质量。最近从QCD的低能有效场论对核力的理论建模的改进导致了对处于或略高于原子核密度的富中子物质的状态方程的更严格的约束，而高密度下的状态方程和物质的组成仍然很大程度上不确定，并对大量的理论推测开放。在目前的工作中，我们回顾了微观建模的核物质状态方程的最新进展，并演示了如何始终包括经验核数据到贝叶斯后验概率分布的模型参数。导出的散装中子星的性质，如半径，转动惯量，潮汐变形的计算，我们讨论以及我们的建模的局限性。
2019-04-25 astro-ph.HE nucl-th
Quantifying modeling uncertainties when combining multiple gravitational-wave detections from binary neutron star sources
随着引力波探测器灵敏度的提高，我们期望在不久的将来通过引力波观测到多个中子星双星系统。这些引力波信号的综合分析提供了以前所未有的精度约束中子星半径和致密核物质状态方程的可能性。然而，至关重要的是，要确保引力波模型中固有的不确定性不会在将来自多个探测的信息合并时导致系统偏差。为了量化波形系统，我们进行了广泛的模拟活动的二进制中子星源和分析它们与一组四个不同的波形模型。基于我们对大约38个模拟的分析，我们发现中子星半径的统计不确定性降低到$\pm 250\rm m$（$2\%$在$90\%$可信区间），但目前采用的波形模型之间的系统差异可以是两倍大。因此，这将是至关重要的，以确保系统的偏见将不会成为占主导地位的中子星状态方程的推论时，利用未来的发展。
2022-03-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Accuracy and Applicability of the Hartle-Thorne and Komatsu-Eriguchi-Hachisu Methods for Modeling Rotating Neutron Stars
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Soongsil University（崇实大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）
本文使用微扰 HT 和全广义相对论 KEH 方法研究核物质性质对旋转中子星物理量的影响，发现旋转效应显著增加星体半径且依赖于对称能斜率 L，并指出即使慢旋转下两种方法结果也存在偏差，强调 KEH 等全广义相对论方法的必要性。
2026-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Modeling direct and pre-equilibrium processes of neutron-induced reactions with noniterative finite amplitude method and distorted-wave Born approximation
提出结合非迭代FAM与DWBA的中子诱发反应计算框架，无需唯象参数即可重现208Pb非弹性散射实验数据并分析剩余核自旋分布。
2025-07-25 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Predicting the moment of inertia of pulsar J0737-3039A from Bayesian modeling of the nuclear equation of state
我们从核物质状态方程的贝叶斯后验概率分布中研究中子星的转动惯量，该方程结合了微观多体理论和有限核的经验数据。我们把重点放在PSR J 0737 - 3039 A和预测，对于这个1.338 M_太阳中子星的转动惯量的范围$1.04 \times 10^{45}$ g cm $^{2} < I < 1.51 \times 10^{45}$ g cm $^{2}$在95%的可信度水平，而最可能的值为转动惯量的$\tilde I = 1.36 \times 10^{45}$ g cm $^{2}$。假设PSR J 0737 - 3039 A的转动惯量的测量精度为10%，我们研究了中子星半径和潮汐形变的影响。我们还确定了地壳的组成部分的转动惯量，并发现，对于典型的中子星质量为1.3 M_sun < M < 1.5 M_sun的地壳贡献的总转动惯量的1% - 6%，下面是需要解释的情况下，强中子夹带的脉冲星故障。
2019-09-16 astro-ph.HE nucl-th
Bayesian inference of neutron star crust properties using an ab initio-benchmarked meta-model
本文通过引入基于第一性原理计算的低密度修正改进了中子星壳层EoS元建模框架，利用贝叶斯推断结合多源约束显著降低了内壳层性质的不确定性，为解释高精度多信使数据提供了稳健方法。
2025-08-13 astro-ph.HE nucl-th
A Detailed Examination of Astrophysical Constraints on the Symmetry Energy and the Neutron Skin of $^{208}$Pb with Minimal Modeling Assumptions
对称能及其密度依赖性是许多核物理和天体物理应用的关键，因为它们决定了从核的中子皮厚度到地壳厚度和中子星半径的性质。最近，PREX-II报告了$^{208}$ Pb的中子皮厚度的$0.283\pm0.071$ fm值，$R_{\rm skin}^{^{208}\text{Pb}}$，这意味着能量斜率参数$L$为$106\pm37$ MeV，大于从微观计算和其他核实验获得的大多数范围。我们使用一个非参数状态方程表示的基础上高斯过程来约束对称能$S_0$，$L$，和$R_{\rm skin}^{^{208}\text{Pb}}$直接从中子星的观测与最小的建模假设。由此产生的天体物理约束，从重脉冲星质量，LIGO/室女座，和NICER有利于较小的值的中子皮和$L$，以及负对称不可压缩。将天体物理数据与手征有效场论（$χ$ EFT）和PREX-II约束相结合，得到$S_0 = 33.0^{+2.0}_{-1.8}$ MeV、$L=53^{+14}_{-15}$ MeV和$R_{\rm skin}^{^{208}\text{Pb}} = 0.17^{+0.04}_{-0.04}$ fm。我们还研究了几个人的$χ$ EFT计算与天体物理观测和地面实验的一致性。我们发现$χ$ EFT、天体物理数据和PREX-II的$R_\mathrm{skin}^{^{208}\mathrm{Pb}}$测量值（$…
2021-12-15 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Towards mitigation of apparent tension between nuclear physics and astrophysical observations by improved modeling of neutron star matter
LIGO-Virgo和NICER合作项目对中子星（NS）的观测提供了相当精确的各种宏观性质的测量。在本文中，我们采用贝叶斯框架，将它们结合起来，并将改进的联合约束NS状态方程（EoS）的属性。我们使用一个混合EoS制定，采用了一个抛物线展开为基础的核经验参数化周围的核饱和密度增加了一个通用的3段分段多边形模型在较高的密度。在$90 \%$可信水平内，该参数化分别预测$1.4 M_{\odot}$ NS的半径和无量纲潮汐变形性的$R_{1.4} = 12.57_{-0.92}^{+0.73}$ km和$Λ_{1.4} = 550_{-225}^{+223}$。最后，我们展示了如何建设的完全NS EoS的基础上核的经验参数在饱和密度导致一定的张力与天体物理数据，以及如何混合的方法提供了一个解决方案。
2021-02-19 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Relativistic Processes and the Internal Structure of Neutron Stars
致密致密星的内部组成模型进行了审查，以及宏观性质的相对论过程的观测。利用双流体模型对纯中子物质中子星进行了模拟，并研究了地壳性质。
2011-12-21 astro-ph.SR nucl-th
Phenomenological neutron star equations of state: 3-window modeling of QCD matter
讨论了与中子星性质相关的密度下冷稠密QCD物质状态方程的三窗口模型。在低重子密度（n_B < ~ 2n_s（n_s：核饱和密度））下，我们利用由密度n_B ~ n_s和中子星半径的经验观测所约束的纯强子状态方程。在高密度时，n_B > ~ 5n_s，我们采用了简化的夸克物质状态方程，它必须具有很强的刚性才能通过两个太阳质量的约束。在2 < n_B/n_s < 5处，中间区域既不是纯强子物质，也不是纯夸克物质，其状态方程是通过内插强子和夸克物质状态方程推导出来的。插值的可能形式受到声速（的平方）条件的严格限制，0 < c_s^2 < 1。并将三窗口状态方程的特性与传统的混合态和自束缚态夸克物质的特性进行了比较。利用简化的夸克模型，讨论了两个太阳质量的约束要求模型参数与真空值一样大，这表明胶子动力学在nB ~ 10 ns范围内保持强非微扰性.超子之谜也简要讨论了夸克描述的光。
2016-03-04 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Holographic modeling of nuclear matter and neutron stars
我回顾了（致密和冷）核物质、中子星和它们的合并的全息模型。首先，我简要地讨论了目前对冷QCD物质和中子星的认识，并继续讨论了利用规范/引力对偶性来模拟冷核和夸克物质的各种方法，指出了它们的优点和缺点。然后，我专注于一个复杂的自下而上的全息框架（V-QCD）的最新结果，它也从格点量子色动力学结果，有效场论，和微扰QCD输入。稠密核物质在V-QCD中通过均匀非阿贝尔体规范场被模拟。冷核（和夸克）物质的可行“混合”状态方程可以通过使用传统方法（例如，有效场论）和全息V-QCD模型。我讨论的约束，从这种方法的性质的核夸克物质的过渡，以及中子星的属性。使用这样的混合状态方程作为输入的中子星合并的数值模拟，我也得到预测产生的引力波的频谱。
2022-07-12 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Modeling Hybrid Stars in Quark-Hadron Approaches
对中子星或更一般的致密星的研究，是核天体物理学中的一个中心课题。此外，中子星是唯一的物理系统，其性质可以用来推断几倍于核饱和密度的冷而致密的物质的信息。因此，中子星物理学非常适合补充超相对论性重离子碰撞的研究，这些碰撞在高温和相对较小的净重子密度下对强相互作用物质进行采样。一般来说，为了确定或至少限制致密物质的性质，需要精确测量中子星的性质，如质量、半径、旋转频率和冷却行为。在这里，在相对较近的时间，可靠的质量测定脉冲星PSR J1614-2230的$M = 1.97 \pm 0.04 M_\odot$介绍了一个重要的基准建模恒星和强相互作用的物质。它对致密恒星的结构和恒星核心可能的奇异相位施加了限制，这将在本文中讨论。为了研究这一点，我们将考虑一个模型的恒星物质，其中包括超子和夸克自由度，并目前的结果，紧凑的恒星性质在下面。
2013-07-18 astro-ph.SR nucl-th
Preliminary study on CAD-based method of characteristics for neutron transport calculation
近几十年来，特征线法（MOC）被广泛应用于中子输运计算。然而，如何将有效的几何建模方法与MOC相结合，是决定MOC能否应用于高度异构几何的关键问题。这就给复杂几何体的几何建模和光线跟踪带来了困难。本文介绍了一种新的粒子输运几何建模和射线追迹方法，该方法利用FDS团队开发的基于CAD/图像的中子学和辐射输运自动建模工具MCAM，克服了上述局限性。将菱形差分格式应用于MOC中，以减小平面通量近似的空间离散误差。在MCAM和MOC的基础上开发了新的MOC代码，并将其集成到SuperMC系统中，SuperMC系统是一个用于中子学和辐射模拟的超级多功能计算系统。计算结果表明了该方法在MOC中子输运计算中的可行性和有效性。
2013-06-21 nucl-th
Modeling Nuclear Pasta and the Transition to Uniform Nuclear Matter with the 3D-Skyrme-Hartree-Fock Method
本文介绍了一种新的三维有限温度Skyrme-Hartree-Fock+BCS方法研究非均匀核物质在密度和温度下向均匀核物质过渡的性质的第一批结果。为了自洽地探索核组态的形状相空间，对四极矩的两个独立分量施加了约束。所采用的方案自然允许诸如（i）中子滴，其导致外部中子气体，（ii）对于极重中子核预期的各种奇异核形状，以及（iii）这些核随后溶解成核物质的效应。以这种方式，状态方程可以在从较低密度（其中一维Hartree-Fock足够）到均匀核物质的相变中计算，而无需求助于由不同物理模型描述的密度状态之间的插值技术。
2009-03-08 astro-ph.SR nucl-th
Covariant Energy Density Functionals for Neutron Star Matter Equation of State Modeling: Cross-Comparison Analysis Using \texttt{CompactObject}
本研究利用\texttt{CompactObject}包结合多源观测与理论约束，对比不同协变能量密度泛函的中子星物质状态方程模型，发现模型虽整体符合约束但超核密度下存在细微差异，凸显参数化与先验对预测的影响。
2025-10-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Modeling the electric dipole strength of neutron-rich $^8$He: Prediction of multineutron collective excitations
利用$^4$ He+ $n$ + $n$ + $n$ + $n$五体模型研究了电偶极强度下富中子$^8$ He的多中子激发.用复标度法得到了$^8$ He的多体非束缚态。我们发现，不同的激发模式共存的偶极子强度低于激发能的20 MeV。低于10 MeV的强度来自$^7$ He+ $n$通道，表明$^8$ He通过$^7$ He共振到$^6$ He+ $n$ + $n$的顺序分裂。在10 MeV以上，强度是从具有强组态混合的多体连续态获得的，表明四个中子对$^4$ He的偶极振荡的新集体运动。
2022-08-03 nucl-ex nucl-th
The nuclear symmetry energy, the inner crust, and global neutron star modeling
中子星内部地壳的结构和组成，以及恒星的整体性质，如半径和转动惯量，已经被证明与表征核物质的对称能的参数相关，如饱和密度下的星等J和密度依赖性L。因此，核物理学家和天体物理学家根据最近对J、L及其关系的实验和理论约束，来研究这种关联对潜在中子星可观测量的综合影响，这对双方都是有益的。我们回顾了这些核和天体物理观测之间的一些基本的相关性，并说明了最近的进展，约束J-L参数空间的组成的内地壳，壳核过渡的密度和压力，以及程度的影响的假设面食区域。我们使用一个简单的可压缩液滴模型与一个简单的核物质模型，它允许独立的，平滑的，变化的J和L。我们扩展到核心使用相同的核物质模型，探讨对全球地壳和核心属性的影响，并对潜在的观测，如地壳振荡频率和机械支撑的地壳变形。在整个过程中，我们说明了隐含在一个特定的核物质模型中的J和L之间的关系对预测中子星性质的重要性。
2011-12-09 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Modeling Solids in Nuclear Astrophysics with Smoothed Particle Hydrodynamics
该研究利用FleCSPH代码首次实现含材料强度的中子星外壳环形振荡三维模拟，提出抑制固体数值噪声的方法，以准确描述致密星固体动力学。
2023-11-17 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Modeling Neutron Star Matter in the Age of Multimessenger Astrophysics
从多信使天体物理观测中获得的现有和即将获得的数据的解释-可能提供前所未有的中子星性质的途径-将需要发展新的、精确的致密物质理论模型。在这种情况下，非常重要的是，将设计一个描述的热效应适用于研究的量以外的状态方程，如输运系数和中微子在核介质中的平均自由程的能力。相关的基础状态和集群扩展技术的基础上的形式主义以前已被用来推导出一个良好的行为有效的相互作用-适用于标准微扰理论-从一个国家的最先进的核哈密顿量，包括唯象的两个和三个核子的潜力。在这里，我们提供了一个全面的和独立的帐户，这种方法的扩展有限温度效应的治疗，并报告的结果数值计算的核物质的一些属性与任意中子过剩和温度高达50兆电子伏。
2022-05-23 nucl-th
Theoretical modeling of approximate universality of tidally deformed neutron stars
本文提出一种扩展Tolman VII解的半解析相对论恒星内部模型，从理论上研究了中子星潮汐形变率的近似普适性，发现其源于低可压缩性，并验证了I-Love关系。
2025-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Challenges for Modeling Nuclear Structure: Are the Proton and Neutron Masses and A-body Interactions Relevant?
该研究探讨未来核结构建模的两大挑战：一是需引入多类核物理研究支撑的A体核相互作用，二是3He与3H的三核子接触作用参数差异要求高精度计算采用精确的质子、中子质量。
2010-11-27 nucl-th quant-ph
The equation of state for dense nucleonic matter from a meta-modeling. II. Predictions for neutron stars properties
采用最近提出的核子物质状态方程的元模型，我们分析了中子星的整体性质，如质量，半径，惯性动量等。经验参数的不确定性对这些全局属性的影响进行了分析，在贝叶斯统计方法。物理约束，如因果关系和稳定性，施加在状态方程和不同的假设直接Urca（dUrca）过程进行了研究。此外，仅选择最大质量大于2 $M_\odot$的元模型。我们的主要结果是：在电荷中性和$β$ -平衡条件下，状态方程表现出与dUrca假设相反的普适性行为：中子星，如果只由核子和轻子组成，当质量从1到2 $M_\odot$时，其半径为12.7 $\pm$ 0.4~km;小于11 km的小半径与我们目前所知的核经验参数很不相符;最后，最重要的经验参数是斜率，这些参数仍然受到很大的不确定性的影响，并且在确定中子星的半径方面起着重要的作用以及对称能的曲率（$L_{sym}$和$K_{sym}$），以及在较低程度上的偏度参数（$Q_{sat/sym}$）。
2018-01-11 nucl-th
Modeling Kilonova Light Curves: Dependence on Nuclear Inputs
双中子星的合并，以及黑洞-中子星系统，预计将产生一个电磁对应物，可以分析，以推断在这些事件中发生的元素合成。我们调查了一个来源的不确定性有关的镧系元素丰富的外流：快速中子俘获核合成计算的核输入。我们首先研究32种不同的核输入组合：8种质量模型，两种类型的自发裂变率，和两种类型的裂变子产物分布。我们发现，这种核物理的不确定性通常会产生至少一个数量级的不确定性，如核加热（一个半数量级，在合并后一天），热光度（一个数量级，在合并后五天），和推断质量的材料从热光度（考虑8至10天的区域时，系数为8）。由于特定的核过程对于确定电磁信号至关重要，我们提供了经历$β$ -衰变、$α$ -衰变和自发裂变的关键核的表，这些核在不同时间对加热很重要，从而确定了许多核输入组合中常见的衰变。
2020-10-07 astro-ph.HE nucl-th
Impact of new results from the ultraperipheral collision on modeling the proton and neutron emission in photon-induced nuclear processes
Institute of Nuclear Physics PAN（波兰科学院核物理研究所）；University of Rzeszów（热舒夫大学）
本研究通过ALICE实验数据，利用混合模型分析重离子碰撞中质子和中子的电磁解离过程，揭示单质子发射截面与光子-核子反应的关系。
2026-01-30 hep-ph nucl-th
Enhanced adiabatic index for hot neutron-rich matter from microscopic nuclear forces
我们从手征有效场论出发研究了热密核物质的绝热指数$Γ_{\mathrm{th}}$，发现结果比典型的平均场模型的绝热指数大.首先，我们从手征的两个和三个核子的力，然后我们用它来适应一类扩展的Skyrme能量密度泛函的有限温度状态方程的建设。这允许在整个密度和温度范围内对热指数进行建模，这些密度和温度可以在核心坍缩超新星和中子星合并的模拟中进行探测，包括低密度非均匀混合相。对于均匀的物质，我们比较的结果，基于费米液体理论的$Γ_{\mathrm{th}}$的解析表达式。通过对核物质状态方程的贝叶斯建模，系统地研究了热指数与核饱和密度下有效质量的相关性。然后，我们研究的行为$Γ_{\mathrm{th}}$在相对论和非相对论平均场模型中使用的天体物理模拟社区补充那些基于手征有效场论的限制，从我们自己的研究。我们推导出紧凑的参数化公式$Γ_{\mathrm{th}}$的密度和温度范围内遇到的核心坍缩超新星和二进制中子星合并，我们建议可能是有用的数值模拟社区。
2019-09-19 astro-ph.HE nucl-th
Nonequilibrium thermodynamics of accreted neutron-star crust
本文提出吸积中子星内壳层应在固定压力和中子化学势下最小化热力学势 $Ψ$，而非 Gibbs 自由能，以计算非平衡核反应释热并支撑观测解释。
2021-09-14 astro-ph.HE nucl-th
Modeling GW170817 based on numerical relativity and its implications
引力波观测和大量的电磁观测表明，最新的引力波事件GW 170817（主要由先进的LIGO探测到）的来源是一颗双星中子星的合并。我们试图解释这一观测事件的基础上，我们的数值相对论模拟的结果进行到目前为止，特别注意的光学和红外观测。我们最终得出结论，这一事件是一致的描述存在一个长寿的超大质量或超大质量中子星作为合并残余物，因为（i）沿着我们的视线到该源的镧系元素的显著污染可以通过来自该源的强中微子辐射来避免，以及（ii）它可以发挥关键作用，在合并后阶段产生具有可观质量的快速运动的喷出物成分。我们还指出：（1）中子星状态方程必须足够刚性（即，冷球形中子星的最大质量M_max必须略高于2 M_sun，才能形成一颗长寿的大质量中子星作为GW 170817双星系统的合并残留物，其初始总质量>~ 2.73M_sun;（II）未探测到相对论光学对应物，表明M_sun的值不是很高最大约为2.15-2.25M_sun。
2017-12-04 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Observational Constraints on Neutron Star Masses and Radii
精确可靠地测量各种质量的中子星的质量和半径，将为改进密度高于核物质饱和密度的冷物质性质的模型提供有价值的指导。人们尝试或提出了几种测量中子星质量和半径的方法，包括分析静止低质量X射线双星系统和热核爆发源中中子星的X射线通量和辐射谱，拟合旋转动力毫秒双星、毫秒周期爆发振荡和吸积动力毫秒双星的能量相关X射线波形，以及测量中子星质量和半径的方法。并模拟了并合双中子星和中子星-黑洞双星系统的引力辐射波形。我们描述了这些方法的优点和缺点，其中大多数目前有大量的系统误差，并讨论了减少系统误差在每种方法的前景。
2016-04-13 astro-ph.HE nucl-th
A Nuclear Equation of State Inferred from Stellar r-process Abundances
双中子星合并（NSMs）已被证实是最重的可观测元素的快速中子捕获（r-）过程的来源之一。然而，模拟NSM流出-从总喷出物质量到它们的元素产率-取决于未知的控制中子星结构的核物质状态方程（EOS）。在这项工作中，我们推导出一个唯象状态方程，假设NSM是重元素物质的主要来源，在贫金属星的r-过程丰度模式。我们从一个粒子数合成模型出发，得到了合并中子星双星的粒子数，并计算了它们与地球自转轨道相关的元素产额。假设这些合并是负责大多数的r-过程元素中的金属贫星，我们发现参数代表的状态方程的理论NSM产量重现来自金属贫星的观测丰度。对于我们的概念验证假设，我们发现EOS比当前约束稍微软一些，但仍然符合当前约束，例如，由中子星内部成分探测器，用$R_{1.4}=12.25\pm 0.03$ ~km和$M_{\textrm TOV}$的$2.17\pm 0.03$ ~M $_\odot$（统计不确定性，忽略模拟系统学）。
2022-02-28 astro-ph.HE nucl-th
ALPHANSO: Open-Source Modeling of ($α$,n) Neutron Source Terms
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
该研究提出了一种开源的($α$,n)中子源项建模工具ALPHANSO，利用现代核数据库和模块化框架，提供可靠且可扩展的替代方案，以提高核安全和暗物质检测等领域对中子产额和能谱的预测准确性。
2026-05-21 nucl-ex nucl-th physics.comp-ph
Proton and Neutron Induced SEU Cross Section Modeling and Simulation: A Unified Analytical Approach
本文提出一种统一解析紧凑模型，可同时模拟质子和中子诱发的单粒子翻转截面及其能量依赖，并结合GEANT4/SRIM校准参数，适用于空间物理与高能物理实验。
2024-02-20 hep-ph nucl-th physics.ins-det
Unified description of neutron superfluidity in the neutron-star crust with analogy to anisotropic multi-band BCS superconductors
传统上研究中子星内壳的中子超流性时，考虑的是均匀的中子物质或球形Wigner-Seitz盒中的少量核子。与最近发现的多带超导体相类比，我们求解了各向异性多带BCS带隙方程和Bloch边界条件，从而提供了一个统一的描述，同时考虑到自由中子和核团簇。我们用Hartree-Fock-Bogoliubov核质量模型HFB-16的有效相互作用进行了计算。我们已经发现，即使存在的不均匀性降低了中子配对间隙，减少是远远低于以前的计算预测使用维格纳-塞茨近似。我们研究了超流性随温度升高而消失的现象。作为应用，我们计算了中子比热，这是模拟新生中子星热演化的重要组成部分。这一工作为中子星壳中超流性的实际计算提供了一个新的方案。
2010-02-19 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
Determination of the Equation of State from Nuclear Experiments and Neutron Star Observations
本研究结合三项天文观测与十二项核实验约束，利用贝叶斯推断构建全面核物态方程，为中子星结构与冷却研究提供基准。
2023-11-08 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Modeling nuclear weak-interaction processes with relativistic energy density functionals
相对论性能量密度泛函已成为研究整个核素图上基态性质和集体激发的原子核结构的标准框架。我们回顾了核弱相互作用过程建模的最新进展：电荷交换激发和等熵质子-中子配对的作用，与超新星演化和中微子探测器相关的带电中微子-核反应，以及r-过程核合成β衰变率的计算。
2015-05-27 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Enhanced Neutrino Cooling from Parity-Doubled Nucleons in Neutron Star Cooling Simulations
Catholic Institute of Technology（天主教理工学院）；Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；ICRANet（国际相对论天体物理中心网络）；Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）；Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)（法兰克福高等研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心）；Kent State University（肯特州立大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
该研究通过宇称双态模型探讨中子星冷却中宇称伙伴的Urca过程，发现其对热演化有显著影响，提高了与观测数据的一致性。
2026-03-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutron star crust properties: comparison between the compressible liquid-drop model and the extended Thomas-Fermi approach
本文详细分析了三种预测中子星地壳非均匀物质性质的模型：可压缩液滴模型、四阶扩展托马斯费米（ETF）方法和ETF加Strutinsky积分（ETFSI）修正。前者将核团簇视为均匀的硬球，第二个考虑到中子和质子的密度分布可能不同，最后一个包括Strutinsky方法中的质子壳效应。这项工作的目的是了解核建模中改进的重要性，并分析对它们最敏感的量。我们发现，热力学量，如压力，能量和化学势，以及电子分数，是在非常好的协议之间的三个模型。这证实了以前的结果，我们已经表明，改进的有限尺寸的描述的核簇对这些数量有很小的影响，因为它们主要是由散装性能的限制。在有限大小的建模中的改进主要影响的组成的核簇（$Z_{cl}$，$N_{cl}$）的排序，根据leptodermous扩展排名。考虑r-集群和e-集群表示来执行该分析。质子壳效应被证明是稳定的$Z_{cl}$，从而影响中子数$N_{cl}$。
2022-05-30 nucl-th
