非对称核物质中核子的动量分布及中子星内的中微子发射

发布时间：2017-12-12 20:07

  本文关键词：非对称核物质中核子的动量分布及中子星内的中微子发射

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【摘要】：非对称核物质性质的研究一直是核物理与核天体物理中的重要内容。核物质中核子的动量分布是核物质非常重要的性质之一。而且,核物质中核子的动量分布反映了核多体系统中的短程关联效应,目前在实验上受到极大关注。本论文的第一个重点是利用扩展的Brueckner-Hartree-Fock(BHF)方法研究同位旋非对称核物质中核子的动量分布。另一方面,中子星作为一个天然的实验室,其结构和冷却性质对于约束高密非对称核物质状态方程并进而检验和发展原子核多体理论有重要意义。本文的第二个重点是研究中子星内部的中微子发射问题。此外,唯象的核子-核子有效相互作用由于其简单的物理图象和表达形式被广泛应用于核物理和和天体物理领域。然而,在高密度区域,各种唯象的核子-核子有效相互作用所预言的非对称核物质性质的可靠性无法保证,因此,基于微观多体理论预言约束唯象的核子-核子相互作用参数就显得十分必要。论文的第三个重点是基于微观BHF方法的理论预言拟合出一组新的Skyrme有效相互作用。首先,论文在扩展的BHF理论框架内研究并预言了非对称核物质中质子和中子的动量分布及其同位旋非对称度依赖规律,着重讨论了三体核力效应以及中子-质子张量关联效应。研究结果表明:在饱和密度附近及饱和密度以下的低密度区域,三体核力对核子的动量分布几乎没有影响;而在高密度区域,三体核力将产生足够强的额外短程关联并导致质子和中子费米面以下动量态的占据几率减小。同时,通过分析核子动量分布随同位旋非对称度的演化揭示出3SD1张量道对核子动量分布的同位旋依赖性起决定作用,并且中子-质子张量关联的贡献约占90%,这些结果与JLab的实验结果一致。其次,论文在微观多体BHF理论框架内研究了三体核力对中子星物质和中子星内部中微子发射率的影响,结果表明:三体核力会导致中子星物质中发生直接Urca过程的密度阈值大大降低,然而,三体核力对于中子星总的中微子光度的影响远低于预期,例如,对于质量为1.8M的中子星,三体核力效应导致的中微子光度增加只有50%左右。此外,论文用不同的Skyrme参数组考察了中子星内中微子发射率的模型依赖性,结果表明:直接Urca过程的模型依赖性主要来自于核子的有效质量;修正Urca过程的模型依赖性主要来源于对称能和核子的有效质量;中子星总的中微子光度的模型依赖性主要是由对称能、核子有效质量和中子星物质状态方程来决定的。最后,论文基于微观bhf方法的理论预言拟合得到了一组新的skyrme有效相互作用参数。在拟合过程中,区分了skyrme相互作用中两体力和三体力部分各自的贡献,由此得到的skyrme相互作用其两体力和三体力部分具有各自明确的物理意义。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(近代物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P145.6;O571

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本文编号：1283777