【摘要】： 本文采用相對(duì)論平均場(chǎng)理論研究中子星物質(zhì)中強(qiáng)子相—反K介子凝聚的相變,以及它們對(duì)中子星整體性質(zhì)的影響。強(qiáng)子相考慮了不同的物質(zhì)組分,傳統(tǒng)的中子星物質(zhì)(np)、含重子八重態(tài)的npH物質(zhì)和進(jìn)一步包含Δ共振態(tài)的npHΔ物質(zhì)。結(jié)果表明,超子及Δ~-的出現(xiàn)把K~-介子凝聚推到更高的密度,而(K|—)~0凝聚幾乎未受影響。K~-和(K|—)~0介子可以在np、npH和npHΔ物質(zhì)中發(fā)生凝聚,并且改變中子星物質(zhì)的組成和粒子分布,軟化物態(tài)方程,減小中子星最大質(zhì)量。(K|—)~0凝聚的突出作用是使核子、超子、Δ共振態(tài)和反K介子分別形成同位旋對(duì)稱態(tài)。反K介子光學(xué)勢(shì)越深,K的吸引勢(shì)越強(qiáng),反K凝聚的臨界密度越低,中子星的最大質(zhì)量也越小。Δ共振態(tài)可以出現(xiàn)在含反K凝聚的中子星中,在npHΔK~-(K|—)~0物質(zhì)中,我們通過超子結(jié)合能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和中子星的觀測(cè)質(zhì)量對(duì)超子耦合常數(shù)和反K光學(xué)勢(shì)的取值加以限定,給出了反K凝聚存在的條件下,適用于中子星物質(zhì)的超子耦合常數(shù)及反K光學(xué)勢(shì)的取值范圍。計(jì)算結(jié)果表明,反K凝聚有利于Δ共振態(tài)的出現(xiàn),而Δ共振態(tài)又反過來促進(jìn)K~-介子的增加。Δ共振態(tài)又使高密度的物態(tài)方程得以進(jìn)一步軟化,進(jìn)而減小中子星最大質(zhì)量。研究表明,對(duì)于質(zhì)量較大的中子星其核心很可能包含豐富的物質(zhì)形態(tài),如核子、各種超子、Δ共振態(tài)和反K介子等。 本文還研究反K介子凝聚對(duì)中子星冷卻的影響,采用弱相互作用與相對(duì)論平均場(chǎng)模型相結(jié)合的方法,把通常的直接URCA(dURCA)過程和反K凝聚對(duì)應(yīng)的URCA(kURCA和k0URCA)過程同時(shí)考慮在內(nèi)。結(jié)果表明反K凝聚屬加速冷卻機(jī)制,kURCA和k0URCA過程的中微子能量散失率( I_(URCA))的量級(jí)為10~(25)erg·s~(-1)·cm~(-3),因此人們通常認(rèn)為反K介子凝聚加速了中子星冷卻。然而通過弱相互作用下同時(shí)考慮dURCA,kURCA和k0URCA過程給出的結(jié)果發(fā)現(xiàn)這三種冷卻過程是相互影響的。雖然dURCA過程在中子星冷卻方面占主導(dǎo),由于反K介子凝聚的存在改變了發(fā)生dURCA過程發(fā)生的范圍,致使dURCA過程的能量散失率下降。即使kURCA和k0URCA過程使中微子能量散失率有所提升,并且k0URCA的發(fā)生促進(jìn)kURCA過程能量散失率的增加,但總的能量散失率仍然是下降的。因此,從中子星的冷卻曲線來看,與無K凝聚的np物質(zhì)相比,反K介子凝聚并沒有加速中子星冷卻。另外,總的中微子發(fā)光度隨中子星質(zhì)量上升到一定值后便開始下降,這說明中微子發(fā)光度相同的情況下,質(zhì)量較大的中子星很可能由于熱力學(xué)方面的因素而不穩(wěn)定。
【圖文】：

32圖 1-1 GL1 參數(shù)下，反 K 介子有效能量隨重子數(shù)密度的變化關(guān)系。橫坐標(biāo)為總重子數(shù)密度與飽和核密度的比值。實(shí)線對(duì)應(yīng) K介子的有效能量，點(diǎn)線對(duì)應(yīng)0Kw 。電子化學(xué)勢(shì)用點(diǎn)劃線表示。下面選反 K 介子光學(xué)勢(shì)為-120MeV 時(shí)的結(jié)果做詳細(xì)討論。圖 1-2 列出純強(qiáng)子相（簡(jiǎn)稱 np 物質(zhì)）、強(qiáng)子相— K 凝聚相（np K 物質(zhì)）和強(qiáng)子相—0K, K 凝聚相（np0KK 物質(zhì)）時(shí)的三個(gè)場(chǎng)量值隨密度變化的關(guān)系�？梢钥闯雠c純強(qiáng)子相相比， K 、0K 凝聚使ω 場(chǎng)量大幅度下降，其中 K 凝聚發(fā)揮的作用較大。在 np K 物質(zhì)和 np0KK 物質(zhì)中σ 場(chǎng)量隨密度增大，，這使反 K 介子有效

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文質(zhì)量減小的幅度變大。對(duì)于ρ 場(chǎng)， K 和0K 凝聚使其向零靠近，而0K 凝聚在這方面發(fā)揮的作用較大，在較高密度處，ρ 場(chǎng)場(chǎng)量幾乎為零。由于反 K 介子凝聚的存在，中子星物質(zhì)由非對(duì)稱態(tài)向同位旋對(duì)稱態(tài)轉(zhuǎn)化。從圖 1-2 我們發(fā)現(xiàn)三個(gè)場(chǎng)量變化最大的是ω 場(chǎng)，也就是說反 K 介子發(fā)生凝聚，ω 場(chǎng)起的主導(dǎo)作用，這也是 K 介子不能發(fā)生凝聚（(1-36)式）的原因。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：P145.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 賈煥玉,呂洪鳳,孟杰;_Λ~(208)Pb的超子分布半徑和中子星結(jié)構(gòu)[J];高能物理與核物理;2002年10期

2 李宗偉,梁紹榮,高尚惠,葛蘊(yùn)藻;高密物質(zhì)的一種狀態(tài)方程和中子星的結(jié)構(gòu)[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;1981年01期

本文編號(hào)：2676644