Transport properties of nuclear pasta phase with quantum molecular dynamics
我们采用量子分子动力学模型,研究了不同天体物理场景下,不同密度、温度和质子分数下核面食的输运性质。特别是,我们估计的剪切粘度值,以及通过计算静态结构因子$S(q)$使用模拟数据的电导率和热导率。在面团相出现的密度和温度范围内,静态结构因子表现出不规则的行为。板状相的存在极大地增强了$S(q)$中的峰。然而,$S(q)$中的不规则性对输运系数的影响不是很显著。所有三个输运系数的值被发现具有相同的数量级,发现在理论计算中的内地壳物质的中子星没有面食阶段,因此,是在早期的猜测,面食层可能是高电阻,热和电。
2018-01-03 astro-ph.HE nucl-th
Influence of the symmetry energy on nuclear pasta in neutron star crusts
本文研究了对称能对中子星核相和壳核相变的影响。本文采用相对论平均场方法和共存相方法研究了中子星内壳中存在的pasta相的性质。结果表明,核对称能在饱和密度下的斜率对壳核相变和帕斯塔相性质起着重要的作用。研究得到的壳核跃迁密度与对称能量斜率的相关性与其他方法得到的结果一致。
2014-05-15 astro-ph.HE nucl-th
Uncertainties in the pasta-phase properties of catalysed neutron stars
中子星的内部预计会呈现出不同的物质状态。特别是,称为“面食”相的复杂非球形结构可能存在于内壳的最高密度处,可能对不同的中子星现象产生影响。我们研究的面食阶段的属性和面食观测值的不确定性,这是由于我们的核能功能的不完整的知识。为此,我们采用了可压缩的液滴模型的方法与表面参数优化的实验核质量或理论计算。为了评估模型的不确定性,我们进行了贝叶斯分析,主要是不同的模型参数使用统一的先验,并产生后验分布与过滤器占我们目前的低密度核物理知识和高密度中子星物理约束。我们的研究结果表明,核物理的约束,如在非常低的密度和实验质量测量的中子物质状态方程,是至关重要的,在确定地壳和面食可观的。考虑到所有的限制,我们证明了面食阶段的存在是稳健的预测在一个重要的部分内地壳。我们估计与面食阶段相关的地壳相对厚度为$R_{\rm pasta}/R_{\rm crust}=0.128\pm 0.047$,相对转动惯量为$I_{\rm pasta}/I_{\rm crust}=0.480\pm 0.137$。我们的研究结果表明,表面和曲率参数是更有影响力的比散装参数的描述面食可观的。我们还表明,使用一个表面张力,这是不一致的散装功能导致低估的平均值和不确定性的面食属性,从而突出了一致的核功能计算的重要性。
2021-10-27 astro-ph.HE nucl-th
The effect of the energy functional on the pasta-phase properties of catalysed neutron stars
核面食,这是一个不均匀分布的核物质的非球形集群结构的特点,预计将发生在一个狭窄的空间区域的底部的内壳的中子星,但面食层的宽度是强烈的模型依赖。在可压缩液滴模型的框架下,利用贝叶斯推断推方法分析了从头算手征微扰理论计算和核质量实验测量对次饱和能泛函和表面张力的约束.后验模型被用来获得一般的预测控制不确定性的地壳面食和面食核心过渡。相关性研究允许提取最有影响力的参数计算的面食阶段。强调了高阶经验参数和表面张力的重要作用。
2021-11-08 astro-ph.HE nucl-th
Chiral pasta
中子星的内部是超致密的,可能包含一个非限定夸克物质的核心。这样的核心平滑地或通过尖锐的微观界面或通过不均匀混合相的中间宏观层连接到外层,所述中间宏观层是全局中性的,但局部包含带电域。在这里,我采用了中子星条件下的核子介子模型,显示了在大密度的一阶手征相变。在附近的手性过渡,我计算的自由能的各种混合相-不同的“面食结构”-在维格纳-塞茨近似。重要的是,手征破缺的核物质和近似手征对称的相(广义上解释为夸克物质)是在同一个基础上处理的。这使我能够计算气泡,棒和板的界面轮廓完全一致,考虑到电磁屏蔽效应,而不需要表面张力作为输入。我发现,完整的数值结果往往不利于混合相相比,在文献中经常使用的一个简单的阶梯状近似,主要青睐的面食结构由具有表面张力$Σ\simeq 6\, {\rm MeV}/{\rm fm}^2$的板坯。
2020-03-30 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Appearance of the Single Gyroid Network Phase in Nuclear Pasta Matter
在超新星爆炸的条件下,核物质会展开成各种各样的空间结构相,称为核面食。通过对周期性晶格的静态和动态Hartree-Fock模拟,我们研究了具有负弯曲界面的周期性网络结构在核面结构中的作用。作为最突出的结果,我们确定了第一次的{ \it单螺旋}网络结构的立方手性$I4_123$对称性,一个众所周知的配置在纳米结构的软物质系统,作为一个动态状态和作为一个冷却的静态解决方案。在动力学模拟的过程中自发地形成了单螺旋结构。大多数是同质异能态。与基态的非常小的能量差异表明其与核团结构的相关性。
2014-10-31 astro-ph.HE nucl-th
Properties of pasta phases in catalyzed neutron stars
奇特的非球形核结构,被称为"面食”相,预计存在于中子星的内壳底部。我们研究这些配置的性质,在催化中子星内的可压缩液滴模型的方法,与表面参数优化,以重现实验核质量。我们的研究结果表明,面食相的性能表现出很强的模型依赖性。为了估计模型的不确定性,进行贝叶斯分析,结合信息从核物理实验和手征微扰理论计算与天体物理观测。推断的后验分布进行了讨论,特别侧重于低密度能量泛函的预测效果。
2022-06-16 astro-ph.HE nucl-th
Beyond Nuclear Pasta: Phase Transitions and Neutrino Opacity of Non-Traditional Pasta
在这项工作中,我们专注于不同的长度尺度内的核子动力学的条件下,根据中子星地壳,与半经典分子动力学模型,研究在欠饱和密度的同位旋对称物质。当温度变化时,我们发现存在固-液相变,这也可以用形貌转变来表征。对于更高的温度,高于这个相变,我们研究了中微子的不透明度,并发现,在液相中,低动量中微子的散射仍然很高,即使结构的形态显着不同于传统的核面食。
2014-06-05 nucl-th
Nuclear pasta in hot neutron-star matter and proto-neutron stars
School of Physics, Nankai University(南开大学物理学院)
研究基于可压缩液滴模型,探讨高温中子星物质中凝乳相的形成,分析不同对称能斜率模型对凝乳形状的影响及凝乳在原中子星热演化中的作用。
2026-03-17 astro-ph.HE nucl-th
Hadron-quark Pasta Phase in Massive Neutron Stars
结构化的强子-夸克混合相,被称为pasta相,预计将出现在大质量中子星的核心。受天体物理观测最新进展的启发,我们探讨了中子星内部夸克出现的可能性,并检验了它与当前约束的兼容性。本文研究了强子-夸克pasta相的性质及其对中子星物态方程的影响。在这项工作中,我们扩展了能量最小化(EM)方法来描述强子-夸克面食阶段,其中的表面和库仑贡献包括在最小化过程中。通过允许不同的电子密度在强子和夸克物质的阶段,总的电子化学势与电势保持不变,和本地?在Wigner-Seitz单元内实现平衡。EM方法描述的混合相具有介于Gibbs和Maxwell结构之间的特征,这有助于理解随着表面张力的增加从Gibbs结构(GC)到Maxwell结构(MC)的转变。我们采用相对论平均场模型来描述强子物质,而夸克物质则采用带有矢量相互作用的MIT袋模型来描述。研究发现,夸克间的矢量相互作用在高密度时能显著地改变物态方程,并有助于提高中子星的最大质量。其他参数如袋常数也会影响中子星的去禁闭相变。我们的研究结果表明,强子-夸克面食相可能出现在大质量中子星的核心,可以兼容目前的观测约束。
2021-11-27 astro-ph.HE nucl-th
Nuclear pasta in hot and dense matter and its influence on the equation of state for astrophysical simulations
我们探讨了超新星物质中出现的核面食的性质,即,在有限温度下的物质,具有固定的质子分数。用可压缩液滴模型研究了具有一系列几何形状的pasta相,在该模型中,核物质分离成核子的稠密液相和核子与$α$粒子的稀气相.两个共存相的平衡条件是由最小化的总自由能,包括表面和库仑贡献,这是明显不同于吉布斯条件的相平衡,由于有限尺寸效应。与只考虑球形核的结果相比,pasta相的引入可以延迟向均匀物质的转变,并扩大相图中的非均匀物质区域。用CLD模型计算得到的热力学量与用Thomas-Fermi近似进行天体物理模拟的实际状态方程表中的热力学量是一致的。据发现,各种面食形状的密度范围取决于温度$T$和质子分数$Y_p$。此外,核对称能及其密度依赖性可能在确定pasta相的性质中起着至关重要的作用。我们的研究结果表明,pasta相图是最敏感的依赖于对称能斜率$L$,特别是在低-$Y_p$和高-$T$区域。
2020-07-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Phase transitions and symmetry energy in nuclear pasta
已知处于亚饱和密度的冷的和同位旋对称的核物质形成所谓的面食结构,而面食结构又经历特殊的相变。在这里,我们调查,如果这样的面食和它们的相变生存在同位旋不对称的核物质,以及这种面食配置的对称性能量是否连接到的同位旋含量,面食的形态和相变。我们发现,在质子中子比为x=0.3,0.4和0.5,密度为0.05 1/fm $^3$ < $ρ$ < 0.08 1/fm $^3$,温度T<2 MeV的同位旋不对称系统中,确实形成了意大利面.使用的工具(如热量曲线,林德曼系数,径向分布函数,柯尔莫哥洛夫统计,欧拉功能)的组成的面食,确定存在的均匀结构,隧道,空的区域,空腔和过渡这些区域之间。观察到对称能在不同的相中达到不同的值,表明其依赖于核物质结构的形态。
2018-03-23 nucl-th
Light clusters, pasta phases and phase transitions in core-collapse supernova matter
在相对论平均场模型中研究了核心坍缩超新星物质(有限温度和固定质子分数)中的pasta相。三种不同的计算方法用于比较,分别是双相费米近似(TF)、共存相近似(CP)和可压缩液滴近似(CLD)。还研究了在核物质中包括轻团簇的影响以及在意大利面配置和均匀物质之间发生转变的密度。自由能,压力,熵和化学势的范围内的粒子数密度和温度预计覆盖面食区域的计算。最后,与有限温度Skyrme-Hartree-Fock计算进行了比较。
2015-04-15 nucl-th
Twist-averaged boundary conditions for nuclear pasta Hartree-Fock calculations
背景资料:存在于中子星内壳中的核糊相,与处于亚饱和密度的核子物质以规则的形状排列。这些复杂的相存在于大约100米厚的层中,影响着中子星的许多特征。核面食的理论量子力学模拟通常在有限的3D盒子中进行,假设周期性边界条件(PBC)。由此产生的解决方案受到虚假的有限尺寸效应。目的:为了消除虚假的有限尺寸效应,在凝聚态、核物质和格点量子色动力学中使用扭转平均边界条件(TABC)是方便的。在这项工作中,我们研究了TABC的有效性,在核密度泛函理论内的面食相模拟的背景下。方法:我们执行Skyrme-Hartree-Fock计算在三维实施Bloch边界条件。TABC平均值通过扭转角上的Gauss-Legendre积分获得。结果如下:我们基准的TABC的自由核子气体,并将其应用到简单的情况下,如棒和板阶段,以及更精细的P-表面和回旋相位。结论:我们证明,通过应用TABC可靠的结果可以从相对较小的体积进行计算。通过研究总能量的各种贡献,我们获得了在中等密度范围内的面食阶段的见解。
2016-04-29 astro-ph.HE nucl-th
Pasta phases within the QMC model
本文研究了核物质和中子星物质的低密度区。在这个区域的面食阶段的存在下进行的夸克-介子耦合(QMC)模型,其中包括夸克自由度的范围内搜索。固定的质子分数被认为是,以及核物质在β平衡在零温度。我们讨论了最近的尝试,以更好地了解共存相制度的表面能,我们提出的结果表明,存在的面食相的表面能系数的一些选择。我们还分析了核面对中子星某些性质的影响。包含pasta相的状态方程将成为未来用于超新星模拟的完整网格的一部分。
2016-10-19 nucl-th
Core-collapse supernova matter: light clusters, pasta phase and phase transitions
在相对论平均场模型中研究了核心坍缩超新星物质(有限温度和固定质子分数)中的pasta相。两种不同的计算方法用于比较,分别是双相费米(TF)近似和共存相(CP)近似。还研究了在核物质中包括轻团簇的影响以及在意大利面配置和均匀物质之间发生转变的密度。最后,与有限温度Skyrme-Hartree-Fock计算进行了比较。
2015-03-30 nucl-th
Effect of strong magnetic fields on the pasta phase structure
强磁场的面食结构的性质的影响内的托马斯费米方法使用相对论平均场模型来调制恒星物质计算。它显示了团簇和维格纳-塞茨胞的尺寸、表面张力和构型之间的转变等量如何受到影响。预计如果局部磁场发生波动,这些效应可能会在pasta相中产生大的应力。
2013-09-09 nucl-th
Unified equations of state for cold non-accreting neutron stars with Brussels-Montreal functionals. IV. Role of the symmetry energy in pasta phases
本研究扩展了基于布鲁塞尔-蒙特利尔泛函的中子星星壳计算,发现微观修正削弱了对称能对意大利面相的影响,并降低了其丰度。
2023-09-04 astro-ph.HE nucl-th
Nuclear pasta structures at high temperatures
本文在相对论平均场模型的框架下,采用高斯-费米近似,研究了高温下原子核的pasta结构。获得典型的面食结构(液滴、棒、板、管和气泡),其形成各种晶体构型。这些核面食的属性检查在一个三维的几何形状与反射对称性,其中最佳的晶格常数是固定的复制液滴/气泡密度,最大限度地减少自由能采用球形或圆柱形近似的维格纳-塞茨细胞。发现不同的晶体结构可以通过体积守恒变形相互演化。对于固定的密度和温度,不同形状和晶格结构的核面团的每个重子的自由能的差异通常在几十keV的数量级上,这表明这些结构可能共存。随着温度的升高,热力学波动预计会破坏核面食结构的长程有序。然后,我们估计的临界条件核面食变得无序,表现得像液体,这是敏感的密度,温度,质子分数,和核形状。如果我们进一步提高温度,最终核团的不均匀结构变得不稳定,并转化为均匀的核物质。估计了核物质的相图,这对理解中子星的演化、超新星动力学和双中子星合并等问题有一定的参考价值。
2022-09-27 astro-ph.HE nucl-th
Superfluid density in disordered pasta phases in neutron star crusts
我们计算的超流密度的核子在无序面食阶段的内壳的中子星使用有效介质的方法,平行于以前用于计算地球物质的电导率。我们考虑到夹带效应,即一种核子的电流密度不仅取决于同一种核子的相位梯度,而且还取决于另一种核子的相位梯度。超流密度张量的完美有序面食阶段是非常各向异性的,我们推导出的无序相的有效超流密度的表达式。
2021-12-30 nucl-th
Impact of the symmetry energy on nuclear pasta phases and crust-core transition in neutron stars
本文研究了对称能对中子星核面相和壳核相变性质的影响。我们执行一个自洽的托马斯-费米计算采用相对论平均场模型。本文研究了中子星内壳中出现的pasta相的性质,并对壳核转变进行了考察。结果表明,对称能的斜率在决定帕斯塔相结构和壳核相变中起着重要作用。在Thomas-Fermi近似下得到的壳核跃迁密度与对称性能量斜率之间的相关性与液滴模型预测的结果一致。
2015-01-14 nucl-th
Anisotropic electron transport in the nuclear pasta phase
该研究针对中子星地幔中核pasta相影响电子输运的问题,通过弛豫时间近似玻尔兹曼方程推导各向异性碰撞频率解析表达式,结合非线性Walecka模型IUFSU参数化计算电导率,发现高温熔融区pasta相虽降低电导率但不会产生强输运各向异性。
2023-05-03 astro-ph.HE cond-mat.dis-nn nucl-th
Recent progress on understanding "pasta" phases in dense stars
在超新星的核心和中子星的壳中,原子核可以采取有趣的形状,如棒或板等,它们被称为核“面食”。“最近,我们一直在研究面食阶段,重点是量子分子动力学(QMD)方法的动力学方面。我们回顾了我们的研究结果在以下主题:动态形成的面食阶段冷却下来的热均匀的核物质的密度与温度平面上的相图,压缩和它们的机制引起的面食阶段之间的结构转变。本文还讨论了我们工作中所用到的核相互作用的性质。
2005-12-06 astro-ph nucl-th
$α$ particles and the pasta phase
在有限温度下,在三种不同的相对论模型参数下,研究了低密度核物质中$α$粒子的效应。均匀和不均匀的物质(面食阶段)被描述为中性核物质与固定的质子分数和恒星物质受$β$平衡和被困中微子。在均匀物质中,$α$粒子仅以低于0.02 fm $^{-3}$的密度存在,并且它们的存在随着温度的增加而减少,并且对于固定的温度,对于较小的质子分数,$α$粒子分数减少。排斥相互作用对于模拟团簇在均匀物质中的溶解是很重要的。除了接近临界温度和/或质子分数时,$α$颗粒对面食结构的影响非常小,此时它仍然可以预测面食相,而在不存在光团簇的情况下不会发生面食相。结果表明,对于密度高于0.01 fm的$^{-3}$的$α$颗粒分数在面食相是远远大于$α$颗粒分数在均匀的物质。
2010-07-14 nucl-th
Neutrino diffusion in the pasta phase matter within the Thomas-Fermi approach
本文研究了中微子在非均匀核物质中的行为和性质。核物质本身由非线性Walecka模型建模,其中所谓的核面团相使用Wigner-Seitz单元中求解的Wigner-Fermi近似来描述。我们得到的总截面和平均自由程的中微子,考虑到散射和中微子吸收,并比较两种已知的模型参数化的最终结果:一种是在强扇区的非线性效应明确地写在模型拉格朗日和另一个在其中的耦合常数是密度相关的。这个问题的解决对于理解超新星爆炸后新生中子星中中微子的扩散具有重要意义。
2015-05-25 astro-ph.HE nucl-th
Warm pasta phase in the Thomas-Fermi approximation
在本文中,面食相研究在有限的温度范围内的一个T-F(TF)的方法。相对论平均场模型,常数和密度依赖的耦合,被用来描述这个挫折系统。我们比较目前的结果与以前的内获得的相位共存的描述,并得出结论,TF近似引起更丰富的内部面食相结构和均匀的物质出现在更高的密度。最后,将TF中计算的跃迁密度与用其它方法得到的结果进行了比较。
2012-05-11 nucl-th
Glassy quantum nuclear pasta in neutron star crusts
我们通过在导致壳核转变的密度下进行大量的三维Hartree-Fock+BCS计算,研究了中子星壳中的核面食相。我们调查的形状参数空间的面食在恒定的压力。意大利面条,华夫饼,烤宽面条,双连续相和圆柱形孔占据当地的最小值在所得的吉布斯能表面。双连续相,其中中子气体和核物质在所有维度上连续延伸,因此质子是离域的,出现在大范围的深度。我们的研究结果支持的想法,核面食是一个玻璃状系统。多种面食配置共存于一个给定的地壳层。在$10^8$ - $10^9$ K级的特征温度下,不同的相被冻结成区域,我们估计其尺寸为晶格间距的1-50倍,并且局部密度和电子分数可以在该区域上变化。在这个温度以上,几乎没有长程序,物质是非晶态固体。电子散射域边界可能有助于意大利面食相的无序电阻率。退火的域可能会发生在冷却过程中,在地壳加热过程中的局部极小值的重新填充可能会导致温度依赖的地壳深层的传输特性。我们确定了4个不同的区域:(1)核面食首先出现为局部极小值,但球形核是基态;(2)核面食成为绝对极小值,但球形核仍然是局部极小值(3)只有核面食出现在局部极小值中,质子仍然位于至少一个维度上(4)只有面食出现,质子是离域的。整个面食区域可以占据高达70%的地壳质量和40%的厚度,质子离域的层可以占据地壳质量的45%和厚度的25%。
2021-04-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Pairing effects in nuclear pasta phase within the relativistic Thomas-Fermi formalism
本文研究了质子中子星早期和其它条件下,电子包围的非均匀核物质中的配对效应。在Wigner-Seitz单元中,在Wigner-Fermi近似下,解决了所谓的核面食相在亚饱和密度。这个问题的解决对于理解超新星爆炸后新生的中子星的物理性质具有重要意义。结果表明,在某些条件下,面团相比均匀核物质更稳定,并研究了在确定这些稳定相时对力的相关性。
2021-11-26 nucl-th
Nuclear Pasta Matter for Different Proton Fractions
本文用含时和静态Hartree-Fock方法研究了天体物理条件下的核物质。重点是在一个政权的密度,其中物质分离成液相和气相展开丰富的场景的几何形状,通常被称为核面食形状(例如意大利面条,千层面)。特别是外观的不同阶段取决于质子分数和过渡到均匀的物质进行了研究。在这种情况下,中子背景密度是特别感兴趣的,因为它起着至关重要的作用,这是建立面食形状的类型。这项研究是在两个动力学范围内进行的,一个是热物质,一个是在温度为零的情况下,以研究冷却的影响。
2014-09-25 astro-ph.HE nucl-th
Proton superconductivity in pasta phases in neutron star crusts
在预测发生在中子星壳中的所谓“意大利面”阶段,质子能够轻松地移动很长的距离,因为核物质区域在空间中延伸。因此,电流可以由质子携带,这在具有孤立核的常规晶体物质中是不可能的。强调所谓的千层面相,它具有片状的核,我们描述的磁性能的面食相允许质子超导性。我们预测,这些阶段将是II型超导体,我们计算每单位长度的磁通线,这是强各向异性的能量。如果像看起来的那样,这种面食结构是不完美的,通量线将被钉扎,物质将表现为良好的电导体,通量衰减时间将很长。我们描述了我们的结果的一些可能的天体物理表现。
2020-11-29 nucl-th
Nuclear pasta in supernovae and neutron stars
在超新星核和中子星壳中,预计会存在具有奇特形状的核,如棒状和板状核。这些细胞核统称为核“面食”。在过去的几十年里,已经使用各种方法研究了在平衡态中面食相的存在。近年来,利用分子动力学模拟揭示了pasta相的形成过程,这是一个长期存在的问题。本文首先介绍了超新星和中子星的天体物理背景,并回顾了pasta相的研究历史。然后,我们重点介绍了最近的研究面食相的形成过程。最后,我们将讨论未来的重要问题有关的面食阶段:他们的天体物理学证据和后果。
2012-04-13 astro-ph.SR cond-mat.other nucl-th
Pasta structures in compact stars
我们回顾了我们最近关于致密物质中一级相变后的“pasta”结构的工作,它对应于具有几何对称性的结构化混合相。作为pasta结构的阶段,我们考察了不同密度范围内的三种相变:亚核密度下的液-气相变,高密度下的K介子凝聚和强子-夸克相变。电荷密度以及粒子密度在那里是不均匀的。对库仑势和粒子密度作了一致的处理,阐明了库仑势的特殊作用:它将有效地恢复麦克斯韦结构的物理图象。它通过电荷屏蔽效应在很大程度上影响面结构的密度状态。
2006-05-31 nucl-th
Clustering and pasta phases in nuclear density functional theory
核密度泛函理论(DFT)是描述复杂原子核性质和体核子物质复杂相态的首选工具。它是一种基于代表核相互作用的能量密度泛函的微观方法。核密度泛函理论的一个吸引人的特点是它既可以应用于有限核,也可以应用于中子星内壳中出现的pasta相。虽然中子星中的原子核团簇可以很容易地通过它们的密度分布来表征,但原子核中核子的聚集程度往往很难评估。为此,我们使用核子定域的概念。我们证明,本地化措施为我们提供了轻,重核,包括裂变系统的集群的指纹。此外,我们调查的棒状面食阶段使用扭曲平均边界条件,使计算在有限体积访问的最先进的DFT求解器。
2016-11-28 nucl-th
Unified equations of state for cold non-accreting neutron stars with Brussels-Montreal functionals. II. Pasta phases in semi-classical approximation
我们概括了我们早期关于中子星的工作(arXiv:1903.04981),其中假设内壳中存在球形维格纳-塞茨细胞,以承认面食相的可能性,即,非球形细胞形状。使用密度泛函BSk 24的完整的四阶扩展的Brachas-Fermi计算进行圆柱形和板状细胞。与我们的球胞计算不同,我们不包括壳层和配对修正,但有理由期待这些对pasta的修正要小得多。因此,将ETF pasta结果与全球形细胞结果进行比较是有意义的,即,包括外壳和配对校正。然而,鉴于许多以前的研究中,壳和配对校正被完全省略,它是有趣的比较我们的意大利面的结果与相应的球面计算的ETF部分。进行后一种比较,我们发现,随着密度的增加,细胞形状在过渡到均匀核之前通过通常的序列球$\to$柱$\to$板。在相变发现的填充分数与基于液滴模型的预期非常一致。另一方面,当我们与全球胞结果比较时,我们发现该序列是球$\to$柱$\to$球$\to$柱$\to$板。在这两种情况下,任何“倒置”,即,气泡状的结构出现。我们提供了准确的拟合公式,我们所有的基本数值计算结果的三个阶段中的每一个,特别是设计的密度范围内的非球形形状是预期的,这使得人们不仅可以捕捉到的拟合函数的一般行为,但也在不同的阶段之间的差异。
2020-01-12 astro-ph.HE nucl-th
Quark-hadron pasta phase in neutron stars: the role of medium-dependent surface and curvature tensions
本文研究中子星核心的夸克-强子混合相,结合APR和MIT袋模型构建状态方程,采用微观物理计算介质依赖的表面与曲率张力,发现其对恒星结构影响较小,但显著改变了混合相内几何结构的类型与分布范围。
2024-03-20 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Pasta phases in neutron star studied with extended relativistic mean field models
为了在相对论平均场模型中统一地解释有限核、无限物质和中子星的一些性质,重要的是用高阶耦合或密度依赖耦合来扩展它们。已知这些扩展在高密度区域具有强烈的影响。在这里,我们探讨他们的作用,在密度低于有限核的饱和密度的状态方程的相变与意大利面结构在地壳中的中子星。
2013-02-19 nucl-th
Hyperons in the pasta phase
我们已经研究了在什么条件下超子(特别是$Λ$和$Σ^-$)可以发现在面食阶段。密度和温度越大,电子分数越小,这些粒子出现的概率就越高,但总是非常小的数量。$Λ$ -超子只出现在气体中,数量比物质均匀时要少,丰度永远不会超过10 $^{-5}$。气体中的$Σ^-$的量至少小两个数量级,在实际计算中可以忽略不计。
2017-09-26 nucl-th
Long-wavelength phonons in the crystalline and pasta phases of neutron-star crusts
我们研究了中子星内壳的长波激发,考虑了低密度的立方晶体、核壳过渡区附近的棒和板三种相。为了描述的声子,我们写一个有效的拉格朗日密度的粗粒相的中子超流间隙和平均位移场的集群。的动能,包括夹带的中子气体的集群,内得到的超流流体动力学方法。的势能是从一个模型,其中集群和中子气体被认为是在相共存,增加了由于库仑和表面效应的晶格的弹性。所有三相都显示出强的各向异性,即,声子速度的角度依赖性。讨论了低温比热的影响。
2020-05-19 astro-ph.HE nucl-th
Do short range correlations inhibit the appearance of the nuclear pasta?
本文首次在零温度核意面相计算中引入短程关联(SRC),发现其使极不对称物质中的意面相显著收缩,除球对称液滴外内部结构均消失,且复杂结构可能随温度升高而消失。
2023-09-16 astro-ph.HE nucl-th
Phase diagram of nuclear "pasta" and its uncertainties in supernova cores
本文用量子分子动力学(QMD)方法研究了超新星核中非均匀核物质相图的模型依赖性。非均质物质包括具有非球形核的结晶物质--“面食”相--以及分离核物质的液-气相。QMD模型相图之间的主要差异可以用低密度纯中子物质的能量和非对称核物质的饱和密度来解释。我们发现对称能的密度依赖性也有助于理解相图的不确定性。我们指出,对于典型的核模型,在坍缩核的后期阶段,pasta相的质量分数高于10- 20%。
2010-03-11 astro-ph nucl-th
Elastic properties of phases with nonspherical nuclei in dense matter
我们考虑的弹性常数相与非球形核,所谓的面食阶段,预测发生在一个中子星的内壳。首先,我们对待完全有序的阶段,并给出了意大利宽面条和意大利面的意大利面元素是空间均匀的数值估计:结果是在数量级协议的数值模拟卡普兰,施耐德和霍洛维茨,物理学。121,132701(2018)。然后,我们转向面食阶段没有长程序和计算上(Voigt)和下(Reuss)边界上的有效剪切模量,发现下限为零,但上限是非零的。为了获得更好的估计,我们然后应用自洽的形式主义,并发现,这预示着没有长程序的阶段的剪切模量为零,如果面食元素是空间均匀的。在数值模拟中,面食元素被发现调制空间,我们表明,这种调制是至关重要的获得非零弹性模量面食阶段没有长程序。在自洽的形式主义,我们发现,对于千层面,有效的剪切模量是线性的弹性常数,不消失时,面食元素是空间均匀的,而意大利面条,它的变化作为这些弹性常数的平方根。我们还考虑了弹性常数的行为与同源应变(静水压力)的结构的面食相没有长程序。
2020-03-11 astro-ph.HE cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Gyroid Phase in Nuclear Pasta
核物质被认为是不均匀的亚核密度,实现在超新星核心和中子星壳,和核物质的结构变化从球形到圆柱,板,圆柱孔和球形孔的密度增加。在这封信中,我们讨论了其他可能的结构,即螺旋形和双金刚石形态,这是在嵌段共聚物中发现的周期性双连续结构。利用可压缩的液滴模型,我们评估他们的表面和库仑能量,并表明有一个机会的回旋外观附近的过渡点从一个圆柱体到一个平板。原子核和聚合物系统之间的这种有趣的类比不仅仅是定性的。两个系统在相变时的体积分数也相似。虽然最初列出的五种形状长期以来一直被认为是所谓的核面食在亚核密度的唯一主要成分,我们的研究结果意味着,这可能不是这种情况下,并建议核面食,包括gyroid阶段需要更详细的研究。
2009-09-17 astro-ph.HE cond-mat.soft nucl-th
Impact of nuclear "pasta" on neutrino transport in collapsing stellar cores
核“意大利面”,即致密物质中的非球形核,预计会出现在坍缩的超新星核心中。我们展示了如何面食阶段影响中微子输运截面通过弱中性电流使用几个核模型。这是第一次考虑有限温度效应计算具有棒状和板状核的相的中微子不透明度,这是量子分子动力学很好地描述的。我们还发现,在坍缩的后期阶段,pasta相可以占据超新星核心质量的10- 20%。
2007-04-18 astro-ph nucl-th
Curvature effect on nuclear pasta: Is it helpful for gyroid appearance?
在超新星核心和中子星壳中,原子核被认为会变形为棒状和片状,通常被称为核面食。本文用曲率修正的液滴模型研究了核团的平衡性质。它被证实,曲率效应的作用,以降低不同形状之间的过渡密度。我们还研究了螺旋状结构,这是最近建议作为一个不同类型的核面食类比的聚合物系统。本文研究的回转面结构近似地表示为平均曲率为零的周期极小曲面的延拓。与我们的预期相反,我们发现从目前的近似公式,曲率修正的行为略有不利的螺旋结构的外观。通过比较的能量校正的回转体阶段和假设的阶段组成的d维领域,其中d是一个一般的维数,我们表明,回转体是不可能属于一个家庭的广义维领域。
2011-07-10 astro-ph.HE nucl-th
Coulomb screening effect on the nuclear-pasta structure
利用相对论平均场模型下的密度泛函理论,研究了核物质的非均匀态--“核面团”。我们自洽地包括库仑相互作用与其他相互作用。结果表明,库仑屏蔽效应对核面食相的体相状态方程无显著影响,但对每种面食结构都有显著影响。
2004-02-02 nucl-th
Light clusters and the pasta phase
在有限温度下,在四种不同的相对论模型参数下,研究了低密度核物质中包含轻团簇的效应。均匀和不均匀的物质(面食相)被描述为中性核物质与固定的质子分数。讨论了对称能、温度和质子分数的密度依赖性对形成原中子星内壳的非均匀物质的影响。结果表明,团簇中的核子数、团簇质子分数以及Wigner Seitz盒和团簇的大小对对称能的密度依赖性非常敏感.
2012-03-14 nucl-th
The role of the electric Bond number in the stability of pasta phases
考察了圆柱形和球形Wigner-Seitz(W-S)池中pasta相的稳定性。引入电键数作为电能和表面能的比率。在真空中带电杆的情况下,除了众所周知的Plateau- Rayleigh模外,还出现了其他类型的不稳定性。对于限制在W-S盒中的杆的情况,减少了不稳定模式的种类。它来自维里定理,该定理从上面限制了邦德数的值,并减少了电力所起的作用。对球形W-S胞进行了类似的分析,其中似乎包含维里定理稳定了所有模式。
2021-02-09 nucl-th
Dynamical Simulation of Nuclear "Pasta": Soft Condensed Matter in Dense Stars
二十多年前,人们预测原子核可以具有有趣的形状,如棒或板等,在超新星的核心和中子星的外壳中。这些非球形的核被称为核“面”。近年来,我们用量子分子动力学(QMD)方法研究了pasta相的动力学,为这一体系的研究开辟了新的方向。我们的研究结果包括:通过冷却热的均匀核物质动态地形成面团相;在密度与温度平面中的相图;通过压缩诱导的面团相之间的结构转变以及它们进行的机制的阐明。在这篇文章中,我们给出了面食阶段的基础物理学和天体物理学的概述,并回顾我们的工作,为其他领域的读者。
2007-05-10 astro-ph cond-mat.soft nucl-th
Fast neutrino cooling of nuclear pasta in neutron stars: molecular dynamics simulations
快速中微子发射的直接URCA过程可以发生在不均匀的核面团阶段,预计在中子星的内壳。在这里,核子在核子面中的周期性势允许直接URCA反应满足动量守恒。我们改进了早期的工作,通过模拟各种各样的面食阶段(意大利面,华夫饼,千层面,和反意大利面)与大规模的分子动力学模拟。我们发现,在核面中直接URCA反应产生的中微子光度比NS核中修正的URCA反应产生的中微子光度大3 ~ 4个数量级。因此,来自pasta的中微子辐射可能会主导来自核心的辐射,这可能会显著影响中子星的冷却
2020-09-29 nucl-th
Light Clusters and Pasta Phases in Warm and Dense Nuclear Matter
在相对论平均场模型的框架内计算了温暖的恒星物质的面食阶段,包括光团簇形成的可能性。从三个不同的半经典方法的结果进行了比较与量子统计计算。轻团簇被认为是点状粒子,它们的丰度由自由能的最小值决定。由实验化学平衡常数和多体量子统计计算确定了轻团簇与介子的耦合。本文还讨论了这些轻团簇对化学势的影响。结果表明,包括重集群,轻集群存在,直到更大的核子密度,虽然具有较小的质量分数。
2017-03-31 nucl-th
Simulating pasta phases by molecular dynamics and cold atoms --- Formation in supernovae and superfluid neutrons in neutron stars
在致密的恒星中,如超新星和中子星的坍缩核心,推测存在核“面食”,如棒状和板状核。然而,它们是否真的在超新星核心中形成仍然不清楚。在这里,我们解决了这个问题,证明了一个棒状核的晶格是由体心立方晶格压缩形成的。我们还发现,形成过程是由最近邻核之间的吸引力触发的,当它们的密度分布重叠时,这种吸引力开始发挥作用,而不是裂变不稳定性。我们还讨论了中子星壳中的pasta相与超冷费米气体之间的联系。
2011-07-23 astro-ph.SR cond-mat.quant-gas nucl-th
Superfluid liquid crystals: pasta phases in neutron star crusts
在中子星壳的内边界附近,预测会出现类似于液晶的意大利面相,在片状核(千层面)的情况下是近晶A相,而在棒状核(意大利面)的情况下是柱状相。与通常的液晶相比,一个重要的区别是核子是超流的。我们开发了这个系统的流体动力学方程,并用它们来研究集体振荡。核子超流性导致这些振荡的光谱中重要的质的差异,并且与普通液晶相比也增加了它们的频率。我们讨论了今后工作的一些方向。
2018-03-16 nucl-th physics.flu-dyn
The pasta phase within density dependent hadronic models
在本文中,我们调查的发病的面食阶段与不同的参数化的密度依赖强子模型和比较的结果与一个通常的参数化的非线性Walecka模型。标量-等矢量虚δ介子的影响。在零温度下,使用两种不同的方法,一种基于共存相,另一种基于T-F近似。在有限温度下,仅使用共存相方法。研究了具有固定质子分数和处于β平衡的NPE物质。我们比较我们的结果施加的限制的密度和压力的值在地壳的内边缘,从船帆座脉冲星和最近的重离子反应的同位旋扩散数据的观测,并从旋节线计算的预测。
2008-12-17 nucl-th
Application of superconducting-superfluid magnetohydrodynamics to nuclear "pasta" in neutron stars
考虑了质子与超相对论电子气和中子的超导和超流核液体的混合物。在磁流体动力学(MHD)近似下,导出了能量动量(应力)张量,并以显式的形式发现了卷吸的贡献。结果表明,这种贡献产生的力密度,当超流速度滞后和磁场同时存在。如果考虑到质子和中子库珀配对的影响,这种力在中子星的核“面食”阶段可能是重要的。研究发现,如果pasta相的液晶物质是超流和超导的,那么在典型的磁场和超流速度滞后下作用在物质元素上的力的大小,在一定条件下可能会大到足以在中子星壳中诱发临界应力。作为应用,假设原子核是平行磁场中的平板,在中子星的pasta相中找到了触发星震的必要条件。本模型包括两个独立的局部参数:超流速度滞后和磁场。卷吸力和磁星震触发机制之间的可能联系,以及一些悬而未决的问题进行了讨论。
2018-10-12 nucl-th