转动磁中子星的表面能级及其观测效应

在中子星表面有一层致密的金属壳层,它是一种由铁核构成的体心点阵晶态物质,密度约为10~4克/厘米~3,即约相当于普通金属的10~3倍.对于转动的有磁场的中子星,由于常常存在较差转动,金属壳层与磁场之间可能有相对运动.这样,转动的磁场就会在金属表面内感生电场.其场强E值可达10~8～10~9静电单位. 表面物理的研究已经表明,表面的强电场会造成电子的表面态,或表面能级.因为,指向表面内部的电场与表面势一起构成一个势     

强磁场对中子星壳层结构的影响

中子星内壳层是由原子核与其周围的自由中子气和电子气共存而构成的非均匀物质.天文观测表明部分中子星内部可能存在高达10~(18)G的强磁场.因此中子星的内壳层结构会受到强磁场的明显影响.本文采用相对论平均场理论描述核子间相互作用,并考虑了质子和中子的反常磁矩.利用Wigner-Seitz近似描述中子星内壳层中的非均匀分布物质,并采用自洽Thomas-Fermi近似方法处理在强磁场环境中WignerSeitz原胞内的核子以及电子分布,从而研究强磁场对中子星内壳层中的非均匀相结构以及壳核相变等性质的影响.计算结果表明,与无磁场情况相比,内壳层中非均匀物质的每核子结合能、原子核pasta相结构和壳核相变密度等性质在磁场B≤10~(17)G的环境中不会发生明显变化.而B≥10~(18)G的强磁场会对中子星内壳层中的pasta相结构产生重要影响,使各种pasta相的每核子结合能降低,非球形原子核出现的阈密度和壳核相变密度减小.随着磁场强度B的增加,球形Wigner-Seitz原胞的半径减小,同时原胞内的核子分布变得更加弥散.     

超冷量子费米气体研究与应用简介

强相互作用的超冷费米气体是研究复杂多体强关联物理的理想系统,可以用来研究高温超导超流、夸克-胶子等离子体、中子星以及宇宙的早期演化等多体强关联物理。通过精确控制原子间的相互作用以及外加的俘获势,可以探索超冷量子物质的奇异物相,研究强耦合系统中的量子非平衡热力学、超冷碰撞和多体物理。文章介绍了华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室超冷量子气体研究组近期在标度不变的费米气体中的一些研究进展,如Efimovian膨胀动力学等新奇动力学和多体量子热机等。     

中子星--了解高密度物质的窗口

正如其名称所指的那样 ,中子星几乎是由中子构成的。但这些由恒星演化而来的体积极小密度极高的星体的核心却有可能隐含着包括奇异物质在内的新的物质态———     

核力与高密度核物质——π凝聚和中子星

高密度核物质是近年来颇受人注目的研究课题。π凝聚、核物质的超流态和夸克-胶子等离子体这些物质存在的新形式,不仅是核物理学家关心的课题,而且也是粒子物理学家和天体物理学家感兴趣的研究对象。日本京都大学玉垣良三教授特为本利撰写的《核力与高密度核物质——π凝聚和中子星》一文,介绍了一些这方面的最新研究成果。     

含有反常质子的反常中子星

在文献[1]和[2]中,我们已经论证了可能存在两类中子星——由正常中子物态构成的正常中子星和由反常中子物态构成的反常中子星。文献[1]和[2]用的都是均匀星体模型近似。文献[3]讨论了非均匀星体模型,也得到了同样的结论。 按照李政道等所提出的反常核态理论,自然界可能存在一种强作用的同位标量O~ 介子,它与核子间的耦合相当于将核子的静止质量由m_n换成     

为了探索自然的对称与和谐：爱因斯坦的宏愿在实现（下）

关于强作用的各种理论中,最受人重视的是量子色动力学,它是在1964年盖尔曼(M.Gell-Mamm)和奈曼(Y.Ne'eman)提出夸克模型之后建立起来的。该模型假定,强子皆由夸克构成:重子是由三个不同“色”的各种夸克构成的色单态,而介子是由正反夸克构成的色单态。这就表明,夸克除有“味”量子数(区别夸克     

反常中子星

1974年,李政道等提出反常核态理论,他们预言当核子的数密度大于某个临界值n_c(其值略大于通常原子核内的核子数密度)时,将发生正常核态向反常核态的相变。由中子星结构的计算知道,这种星内的中子数密度恰好在n_c附近,已具备了中子态相变的条件。因此对于中子星自然会提出如下一些问题:(1)在某些中子星内是否已经发生了由正常中子态到反常中子态的相变?(2)是否可能存在有一种新型的致密星体——反常中子星?(3)是否可能有亚稳的致密星体,例如,亚稳的正常中子星或亚稳的反常中子星?     

夸克是构成物质的最小粒子吗？

夸克是构成物质的最小粒子吗？美国科学家认为，夸克有可能是由比其更小的物质构成的，如果这一说法正确．粒子物理学中的经典模型将会受到挑战。根据粒子物理学中的经典模型，亚原子粒子是由夸克组合成的，例如，一个质子就包含两个“上”夸克和一个“下”夸克。直到今天...     

含有反常质子的反常中子星

在文[1]和[2]中,我们已经论证了可能存在两类中子星——由正常中子物态构成的正常中子星和由反常中子物态构成的反常中子星。文[1]和[2]用的都是均匀星体模型近似。文     

超速逃离银河系

不仅银河外星系正在远离银河系而去,科学家发现,一颗银河系内的超密中子星也在"试图"解脱银河系束缚,逃往广袤的宇宙星际空间.     

夸克势模型与中子物质的状态方程

中子是由三个夸克udd组成的一个集团,因此可以把核理论中处理集团模型的方法——共振群方法用来研究核子-核子的相互作用。把夸克之间的单胶子交换相互作用加上唯象引入的禁闭势与共振群方法相结合,就是夸克势模型。该模型成功地解释了核子-核子之间的短程排斥势,这是它的成功之处。根据这个模型的计算结果,与中子-中子之间的短程排斥相对应的中子硬球半径为0.45fm。因此在计算高密度中子物质的状态方程时必须考虑到这个     

超速逃离银河系

不仅银河外星系正在远离银河系而去,科学家发现,一颗银河系内的超密中子星也在“试图”解脱银河系束缚,逃往广袤的宇宙星际空间。据《新科学家》杂志报道,科学家们借助美国国家科学基金资助的“超长基线射电望远镜阵列”,首次直接观测到这颗有史以来移动速度最快的中子星B1508     

人类首次在黑洞超软谱态下发现相对论性喷流

 致密天体吸积过程中相对论喷流的形成机制,是天体物理学的基础问题之一。理论上虽然很难回答这个问题,但对于 微类星体相对论喷流的观测,在现象上给出了规律：对于辐射出超软Ｘ射线的天体,相对论喷流是无法产生的。对于河外 星系M81中超软极亮X射线源(M81 ULS1)的光谱观测表明,蓝移的宽Hα发射线,是重子物质相对论喷流的证据。喷流的进 动导致发射线随时间变化,其投影速度约为光速的17%,这与微类星体的原型SS433极为相似。这种相对论喷流不可能起 源于白矮星,而是起源于中子星或黑洞,这与M81 ULS1的超软X射线光谱相矛盾。X射线超软源中相对论喷流的发现,打 破以往对喷流形成的理论认知。处在超爱丁顿吸积状态,并拥有光厚吸积盘外流的黑洞,可以用来解释这种超软谱态与相 对论喷流的共存现象。     

物质的家族数

CERN和SLAC用正负电子对撞实验证明宇宙间的基本粒子只有三个家族,它们是怎样得到证明的?我们周围的宇宙由三种基本粒子组成,它们是"上"夸克,"下"夸克和电子。恒星,行星,分子,原子,甚至人类本身,都由这三种物质组合而成。它们与电子的中性的而且可能是没有质量的伙伴-电子中微子构成物质的第一个家族。     

在J/ψ辐射衰变过程中1~(-+)胶子球的产生

量子色动力学(QCD)预期有胶子球存在,但如何将胶子球从由一对正反夸克构成的介子中区分出来,是一个很重要的问题.至今还没有发现由正反夸克构成的奇特(exotic)态,若     

高温高密度时的新物质形态

在高温高密条件下,夸克将解除禁闭形成全新的物质形态——夸克物质.本文从核物质的基本相互作用——量子色动力学(QCD)的基本对称性出发,首先简单介绍研究QCD相变的各种方法,阐述相变发生的物理机制和条件,然后着重讨论实现QCD相变的两种物理系统,即相对论重离子碰撞和致密星体.相对论重离子碰撞是制造高温环境的重要手段,核物质将形成全新的夸克胶子等离子体相(QGP).文中介绍了探测QGP的实验信号和高温环境特有的新奇物理现象.致密天体中的高密区则展现了极其丰富多彩的相结构.理论预示了与颜色和味道等自由度相联系的各类超导、超流态存在的可能性.相信在未来更大范围的束流能量扫描和对致密星体的精确观测中,我们将会对高温高密核物质的物态性质有着更加深入的认识.     

哪些恒星有超强磁场

恒星中既有超高密度的白矮星、中子星,又有超真空状态的红巨星;既有超高温度的蓝巨星,也有温度极低的黑矮星。有的天体表面具有超强引力场,甚至连光都不能脱离它的引力场的束缚。而有些恒星表面还具有超强磁场,其磁场之强,远远超过人类目前所能制造的最强磁场的上千万倍!     

哪些恒星有超强磁场

恒星中既有超高密度的白矮星、中子星,又有超真空状态的红巨星;既有超高温度的蓝巨星,也有温度极低的黑矮星.有的天体表面具有超强引力场,甚至连光都不能脱离它的引力场的束缚.而有些恒星表面还具有超强磁场,其磁场之强,远远超过人类目前所能制造的最强磁场的上千万倍!     

两类中子星之间的转变

在文献[1]中我们已经证明,可能存在两类中子星,由正常中于物态构成的正常中子星以及由反常中子物态构成的反常中子星。当星体质量M<0.8M_⊙时,正常中子星是稳定的,反之,当M>0.8M_⊙时,反常中子星稳定。还指出,在M>0.8M_⊙及M<0.8M_⊙两区域,分别还有亚稳的正常中子星及反常中子星,并估计,稳定星与亚稳星之间的能量差约为10~(-2)M,所以,当整个星体发生相变时能放出10~(52)尔格的能量,这恰恰是超新星爆发的能量量级。因