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中子星致密物质状态方程(equation of state, EOS)是核天体物理交叉学科领域的前沿研究,EOS的约束主要来自理论上的核多体计算、核性质与反应的实验室测量以及天文学观测。从基本的核相互作用微观确定中子星EOS仍然是一个艰巨的理论问题。可参阅https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?__biz=MzU4ODM2NjQ5Ng==&action=getalbum&album_id=2454854141660528642#wechat_redirect了解近期中子星和核天体物理相关研究工作(公众号:Nucl_Astrophys_xmu)。
在近期的工作中,
(1)我们展示了核实验和天文学观测对中子星EOS约束的一致性。我们的分析考虑了第一个双中子星多信使事件GW170817/AT 2017gfo、来自NICER的PSR J0030+0451和PSR J0740+6620的质量-半径同时测量以及来自PREX-II实验和第一性原理计算的208Pb中子皮厚度: “take into consideration almost all of the recent observation and experimental results that could influence their analysis"(审稿人语);
(2)我们同时采用了夸克层次和强子层次的相对论多体模型(分别以QMF和RMF模型为例)进行分析,不仅实现对中子星EOS(压强-密度函数)的限制,还对中子星致密核物质的关键微观参数进行了限制(结果如表格所示):
(3)我们还系统对比了QMF和RMF这两类模型,阐述了它们之间在理论构建上的差异,同时对比了它们在描述核物理实验、中子星等方面的表现。结果表明,与RMF模型相比,QMF模型中夸克与介子和胶子的直接耦合导致了介质内核子质量随夸克质量变化而演化,核子在介质中具有较大的有效质量。这一特性使QMF模型具有更广泛的模型适用性。
该工作已被Physical Review C接受发表(预印本链接:https://arxiv.org/abs/2305.16058),第一作者为博士后朱镇宇(上海交通大学李政道研究所),合作者为申虹教授和胡金牛教授(南开大学),通讯作者为李昂教授。该工作得到科技部SKA专项、国家自然科学基金和中国博士后创新人才支持计划(博新计划)的支持。
URL: https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.108.025809
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