本文選題：中子星 + 強磁場��； 參考：《吉林大學》2011年碩士論文

【摘要】：本文在相對論平均場理論的框架下研究了強磁場下的中子星物質(zhì)的性質(zhì)。我們主要研究了強磁場對中子星的狀態(tài)方程,中子星的星體結(jié)構和中子星的粒子數(shù)分布所產(chǎn)生的影響,最后還研究了強磁場對中子星中的直接URCA過程所產(chǎn)生的影響。為了進行比較,我們在兩種不同形式的磁場下進行了研究,分別是隨密度變化的磁場和均勻磁場。計算結(jié)果表明,如果中子星內(nèi)部的磁場與目前觀測到的中子星的表面磁場(1012G)是一個量級的話,那么磁場對中子星的狀態(tài)方程、中子星的結(jié)構和中子星內(nèi)的粒子數(shù)分布的影響可以忽略不計。如果標量維里定理所預測的中子星內(nèi)部的磁場(1018G)是正確的話,那么磁場對中子星性質(zhì)的影響就會變得非常重要。此外,在研究磁場對狀態(tài)方程和粒子數(shù)分布的影響時,我們還討論了有無反常磁矩的差別。 首先,我們研究了強磁場對中子星狀態(tài)方程的影響,并研究了考慮反常磁矩后伏態(tài)方程發(fā)生的變化。計算結(jié)果表明,在不考慮反常磁矩的情況下,中子星的狀態(tài)方程會隨著磁場的增強而逐漸變硬。對于隨密度變化的磁場,這種現(xiàn)象在密度較高的區(qū)域比較明顯。對于均勻磁場,這種現(xiàn)象在密度較小的區(qū)域比較明顯。考慮反常磁矩后,我們發(fā)現(xiàn)中子星的狀態(tài)方程幾乎沒有變化,即反常磁矩的引入對狀態(tài)方程幾乎沒有影響。 其次我們研究了強磁場對星體結(jié)構的影響。由于反常磁矩對狀態(tài)方程幾乎沒有影響,我們沒有討論有反常磁矩的情況。計算結(jié)果表明,隨著磁場的增強,隨密度變化的磁場會使中子星會變得沒有原來致密,而均勻磁場會使中子星會變得更致密。 接下來我們研究了強磁場對中子星內(nèi)粒子的粒子數(shù)分布的影響。在與磁場為零的情況進行對比之后我們發(fā)現(xiàn)隨密度變化的磁場對中子星內(nèi)粒子的粒子數(shù)分布沒有特別大的影響,而均勻磁場對粒子數(shù)分布的影響比較明顯。隨著磁場的增強,均勻磁場下的中子星中的質(zhì)子的粒子數(shù)密度的增長速度逐漸增加。當磁場特別強時,整個星體物質(zhì)會變成富質(zhì)子化的物質(zhì)。而反常磁矩的引入對這一過程起起抑制作用,從而使整個星體物質(zhì)會變成富中子化的物質(zhì)。 最后我們研究了強磁場對與中子星冷卻密切相關的直接URCA過程的影響。計算結(jié)果表明強磁場下的直接URCA過程在中子星的任何密度下都能發(fā)生,這與沒有磁場時的情況不同,此外磁場的增強會使發(fā)射率有明顯增加。
[Abstract]:In this paper, the properties of neutron star matter in a strong magnetic field are studied in the framework of the relativistic mean field theory. We mainly study the influence of strong magnetic field on the equation of state of neutron star, the star structure of neutron star and the particle number distribution of neutron star. Finally, we study the influence of strong magnetic field on the direct URCA process in neutron star. In order to compare, we have studied the magnetic field with density and uniform magnetic field under two different forms of magnetic field. The results show that if the magnetic field inside the neutron star is of the same order of magnitude as the current observed surface magnetic field of the neutron star, then the equation of state of the magnetic field for the neutron star is obtained. The influence of the structure of neutron star and the distribution of particle number in neutron star is negligible. The influence of magnetic field on the properties of neutron star will become very important if the prediction of the magnetic field in neutron star (1018G) as predicted by scalar virial theorem is correct. In addition, when we study the effect of magnetic field on the equation of state and particle number distribution, we also discuss the difference of anomalous magnetic moment. Firstly, we study the influence of strong magnetic field on the equation of state of neutron star, and study the change of the equation of state in the presence of anomalous magnetic moment. The calculated results show that the equation of state of the neutron star will gradually harden with the enhancement of the magnetic field without considering the anomalous magnetic moment. For the magnetic field varying with the density, this phenomenon is more obvious in the higher density region. For the uniform magnetic field, this phenomenon is more obvious in the region with lower density. After considering the anomalous magnetic moment, we find that the equation of state of the neutron star has almost no change, that is, the introduction of the anomalous magnetic moment has little effect on the equation of state. Secondly, we study the influence of strong magnetic field on star structure. Since the anomalous magnetic moment has little effect on the equation of state, we do not discuss the case of anomalous magnetic moment. The results show that with the increase of magnetic field, the density of the neutron star will become denser, and the uniform magnetic field will make the neutron star denser. Then we study the effect of strong magnetic field on particle number distribution in neutron star. Compared with the case of zero magnetic field, we find that the density of magnetic field has no significant effect on the particle number distribution in neutron star, but the uniform magnetic field has obvious effect on the particle number distribution. With the increase of magnetic field, the population density of the protons in the neutron star increases gradually under the uniform magnetic field. When the magnetic field is particularly strong, the entire astral matter becomes proton-rich material. The introduction of anomalous magnetic moments inhibits this process and makes the whole astral matter turn into neutron-rich matter. Finally, we study the influence of strong magnetic field on the direct URCA process which is closely related to neutron star cooling. The calculated results show that the direct URCA process can occur at any density of the neutron star in a strong magnetic field, which is different from that in the absence of magnetic field, and the emissivity is obviously increased with the enhancement of the magnetic field.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：P145.6

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本文編號：1909747