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
Constraining the equation of state of high-density cold matter using nuclear and astronomical measurements
从实验室实验到中子星观测，与冷致密物质有关的数据越来越丰富，需要一个利用所有相关信息的框架来限制此类物质的性质。在这里，我们提出了一个严格但实用的贝叶斯方法，可以包括不同的证据，如核数据和推断的质量，半径，潮汐变形，惯性矩，和引力结合能的中子星。我们强调，应使用测量的完整后验概率分布，而不是像常见的那样，对最大质量或其他量进行切割。我们的方法可以用于状态方程（EOS）的任何参数化。我们使用光谱参数化和分段多变参数化与可变的过渡密度来说明目前的测量的影响，并显示如何在许多领域的未来测量可以提高我们的理解冷催化物质。我们发现，不同类型的测量将发挥不同的作用，在不同的密度范围内限制EOS。例如，更好的对称性能量测量将对我们理解低于核饱和密度的物质产生重大影响，但对高于该密度的物质影响不大。相比之下，精确的半径测量或来自GW 170817或更好的质量的多次潮汐变形性测量将在更宽的密度范围内提高我们对EOS的认识。
2019-11-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Constraining a possible time variation of the gravitational constant G with terrestrial nuclear laboratory data
验证引力常量G的恒定性是自然科学中一个长期存在的基本问题。正如Jofré、Reisenegger和Fernández [1]首先提出的，狄拉克关于宇宙膨胀导致引力常量$G$随时间减小的假设会导致中子星的组成发生变化，从而导致耗散和内部加热。最终，中子星达到准静止状态，在那里，由于中微子和光子发射而产生的冷却平衡了内部的加热。因此，一些老中子星的表面温度和半径的相关性可能携带有关G变化率的有用信息。利用密度依赖性的核对称性能量的约束最近的地球实验室数据的重离子反应中的同位旋扩散在中等能量和中子皮的大小在$^{208}Pb$的重力化学加热形式主义，我们得到的上限的相对变化率的$|\dot{G}/G|\le4\times 10^{-12}yr^{-1}$与文献中的最佳估计一致。
2007-10-23 astro-ph nucl-ex nucl-th
Constraining the density dependence of the symmetry energy with nuclear data and astronomical observations in the KIDS framework
核物质状态方程（EoS）和能量密度泛函（EDF）的KIDS框架提供了探索能量-能量（SE）参数的可能性，这些参数如J（饱和密度值）、L（斜率）、Ksym（曲率）等彼此独立，并且与关于有效质量的假设无关。在这里，我们研究的EOS的性能与不同的SE参数在再现核特性和天文观测，特别是L和Ksym或液滴模型对应Ktau的努力约束。假设对称物质的标准EoS，我们探索（J，L，Ksym或Ktau）值的超平面上的几个点。对于每一个点，相应的EDF参数和配对参数的球形偶偶核中的应用得到。这是KIDS EDF与配对相关性的第一个应用。在逐步消除和校正的过程中，先后对闭合壳层核的性质、沿Sn同位素链的性质和天文观测结果进行了测试。一个小政权的最佳性能参数的确定。结果强烈地表明Ksym是负的并且不低于-200MeV，Ktau位于大约-400和-300MeV之间，并且L位于40和65 MeV之间，其中L<55 MeV的可能性更大。严格讨论了能量参数之间的相关性。预测的中子滴线的位置和选定的核的中子皮厚度的报告。它们只受到有效质量值的选择的微弱影响。滴灌线的部分可能对SE参数敏感。结果强调了Ktau和精确天文输入的作用。更好的约束是可能的，与核能的精确拟合，以及未来更精确的天文学输入。
2021-04-29 nucl-th
Constraining the High-Density Behavior of Nuclear Symmetry Energy with the Tidal Polarizability of Neutron Stars
利用一套满足地球核实验和天体物理观测的最新约束条件的模型状态方程，以及纯中子物质状态方程的最新核多体计算，在聚结双星中正则中子星的潮汐极化率被发现是一个非常敏感的高-核对称能的密度行为是致密丰中子核子物质最不确定的性质之一。此外，它的变化小于$\pm 10%$通过改变对称的核物质和对称能量的各种性质周围的饱和密度在其各自的范围内的剩余的不确定性。
2012-10-12 astro-ph.SR gr-qc nucl-ex
Constraining hypernuclear density functional with $Λ$-hypernuclei and compact stars
在相对论性密度泛函理论的基础上，采用拉格朗日量，同时计算了重单$Λ$超核和含有超核核的致密星，该方法包括超子八重态和最轻的等标等矢量介子，它们与重子的耦合依赖于密度.相应的密度泛函允许SU（6）对称性破缺和在等辐射扇区的混合，因此$σ$ - $Λ$和$σ$ - $Σ$耦合偏离SU（3）对称模型所暗示的值，用于调整理论以适应实验室和天文数据。我们利用单$Λ$超核的数据修正了$σ$ - $Λ$耦合，并从致密星最大质量的下限为$2 M_{\odot}$的要求出发，导出了$σ$-$Σ$耦合的上限.
2014-06-06 astro-ph.SR 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
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
Constraining Neutron-Star Matter with Microscopic and Macroscopic Collisions
解释高能天体物理现象，如超新星爆炸或中子星碰撞，需要对超核密度的物质有深入的了解。然而，我们对中子星核心中致密物质的了解仍然有限。幸运的是，致密物质不仅在天体物理观测中被探测，而且在地球重离子碰撞实验中也被探测。在这项工作中，我们使用贝叶斯推断相结合的数据，从天体物理学多信使观测中子星和重离子碰撞的金核在相对论能量与微观核理论计算，以提高我们的理解致密物质。我们发现，列入重离子碰撞数据表明，在致密物质的压力增加相对于以前的分析，转向更大的值，中子星半径与最近的NICER观测一致。我们的研究结果表明，从重离子碰撞实验的约束显示出显着的一致性与多信使观测，并提供补充信息的核物质在中等密度。这项工作结合了核理论、核实验和天体物理观测，并展示了联合分析如何揭示在中子星探测的密度范围内富中子超核物质的性质。
2022-06-24 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
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
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
Constraining the neutron-proton effective mass splitting using empirical constraints on the density dependence of nuclear symmetry energy around normal density
根据Hugenholtz-Van Hove定理，在任意密度下，核对称能\esym及其斜率$ρ$由核子等矢（对称）势\usym及其动量依赖性$\frac{\partial U_{sym}}{\partial k}$决定.后者唯一地决定了同位旋不对称丰中子核子物质中的中子-质子有效k质量分裂$m^*_{n-p}(ρ,δ)\equiv (m_{\rm n}^*-m_{\rm p}^*)/m$。利用目前可用的约束\es 0和\l 0在正常密度$ρ_0$的核物质从28个最近的分析各种地面核实验室实验和天体物理观测，我们试图推断相应的中子-质子有效k质量分裂$m^*_{n-p}(ρ_0,δ)$。虽然从大多数研究中获得的$m^*_{n-p}(ρ_0,δ)$的平均值彼此非常一致，并且非常接近地分散在\emass $=0.27\cdotδ$的经验值周围，但目前不可能在现有的不确定性知识范围内科学地确定地声明\emass为正值。量化，更好地理解，然后进一步减少不确定性，使用现代统计和计算技术，从分析实验数据中提取\es 0和\l 0是非常必要的。
2013-10-03 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Constraining the equation of state of hybrid stars using recent information from multidisciplinary physics
本研究结合核计算、多信使天体物理数据与微扰QCD约束，限定中子星EoS模型参数空间，得到相关物理量限值，发现高袋参数B更受支持且混合星或无纯夸克核心。
2022-10-17 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
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
Effective Interactions In Neutron-Rich Matter
富中子物质中有效相互作用的性质反映在介质的状态方程（EOS）中，这是几个状态变量之间的关系。自旋和同位旋不对称性在能量平衡中起着重要的作用，并可能改变核状态方程的稳定性条件。EOS对地球实验室和宇宙中的许多核过程都有深远的影响。目前，状态方程，特别是丰中子物质的状态方程，还很不确定。重离子反应提供了一种独特的手段来约束状态方程，特别是核对称能的密度依赖性。另一方面，微观的，自洽的，无参数的方法最终需要了解核系统的基本组成部分之间的基本相互作用方面的核性质。在这个演讲中，在简要回顾了我们最近的研究自旋极化中子物质，我们讨论了约束的引力常量$G$的变化率和（快速）旋转中子星的性质，通过使用核状态方程的最新陆地核实验室数据的部分约束。
2007-10-02 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
