一组新的核子耦合参数对PNS表面引力红移的计算课件

一组新的核子耦合参数对一组新的核子耦合参数对PNS表面引力红移的计算表面引力红移的计算滁州学院滁州学院机械与电子工程学院机械与电子工程学院2011-10-262011-10-261 1谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23一组新的核子耦合参数对PNS表面引力红移的计算滁州学院1谢谢主要内容主要内容n n 引引引引 言言言言n n 一组新的核子耦合参数的计算一组新的核子耦合参数的计算一组新的核子耦合参数的计算一组新的核子耦合参数的计算n n RMFRMFRMFRMF理论与理论与理论与理论与PNSPNSPNSPNS表面引力红移的计算理论表面引力红移的计算理论表面引力红移的计算理论表面引力红移的计算理论n n计算参数选取计算参数选取计算参数选取计算参数选取n n PNSPNSPNSPNS表面引力红移的计算结果和讨论表面引力红移的计算结果和讨论表面引力红移的计算结果和讨论表面引力红移的计算结果和讨论n n 总总总总 结结结结2 2谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23主要内容 引 言2谢谢观赏2019-8-23一、引言一、引言1、相对论平均场（相对论平均场（RMF）理论对核子耦合参数的）理论对核子耦合参数的敏感性敏感性 RMF理论是关于强子相互作用的相对论有效场理论 1985年，RMF理论被用来描述中子星（NS）物质（Glendenning，1985）计算表明：NS的质量、半径等性质对核子耦合参数较敏感（Glendenning N K等，1991；Jia H Y等，2001，2002，2004；Liu G Z等，2004；）3 3谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23一、引言1、相对论平均场（RMF）理论对核子耦合参数的敏感性2 2、计算中常用的核子耦合参数、计算中常用的核子耦合参数、计算中常用的核子耦合参数、计算中常用的核子耦合参数n n引入引入 介子非线性自相互作用：介子非线性自相互作用：NL1,NL2,NL3,NLSHNL1,NL2,NL3,NLSHn n引入引入,介子非线性自相互作用：介子非线性自相互作用：TM1,TM2TM1,TM2n n考虑核子考虑核子-介子耦合参数的密度相关性：介子耦合参数的密度相关性：DD-ME1,TW-99DD-ME1,TW-99n n基于基于 -模型模型模型模型：GL85GL85，GL97GL973 3、对称能系数对核子耦合参数的影响、对称能系数对核子耦合参数的影响、对称能系数对核子耦合参数的影响、对称能系数对核子耦合参数的影响 核子耦合参数可以通过饱和核物质的性质确定：核子耦合参数可以通过饱和核物质的性质确定：饱和核物质的密度，束缚能，压缩系数，有效质量，对称饱和核物质的密度，束缚能，压缩系数，有效质量，对称能量系数能量系数 （GlendenningGlendenning，20002000）其中其中对称能系数对称能系数对核子耦合参数的影响值得密切关注对核子耦合参数的影响值得密切关注 4 4谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-232、计算中常用的核子耦合参数4谢谢观赏2019-8-234 4、实验核物理的较近进展、实验核物理的较近进展、实验核物理的较近进展、实验核物理的较近进展 20042004年，年，年，年，TsangTsang等人等人等人等人在美国密歇根州立大学的国家超导在美国密歇根州立大学的国家超导在美国密歇根州立大学的国家超导在美国密歇根州立大学的国家超导回旋加速器实验室（回旋加速器实验室（回旋加速器实验室（回旋加速器实验室（NSCL/MSUNSCL/MSU）进行了）进行了）进行了）进行了Sn112Sn112和和和和Sn114Sn114的重离子碰撞试验，给出了较新的实验结果的重离子碰撞试验，给出了较新的实验结果的重离子碰撞试验，给出了较新的实验结果的重离子碰撞试验，给出了较新的实验结果（TsangTsang等，等，等，等，20042004）据此，据此，据此，据此，Chen L WChen L W等基于同位旋和动量相关的输运模型计等基于同位旋和动量相关的输运模型计等基于同位旋和动量相关的输运模型计等基于同位旋和动量相关的输运模型计算出了对称能系数的数值为算出了对称能系数的数值为算出了对称能系数的数值为算出了对称能系数的数值为31.6 MeV31.6 MeV （Chen L WChen L W等，等，等，等，20052005）我们利用较近的实验结果计算出了一组新的核子耦合参数我们利用较近的实验结果计算出了一组新的核子耦合参数我们利用较近的实验结果计算出了一组新的核子耦合参数我们利用较近的实验结果计算出了一组新的核子耦合参数（称之为（称之为（称之为（称之为CZ11CZ11），并用于计算前身中子星（），并用于计算前身中子星（），并用于计算前身中子星（），并用于计算前身中子星（PNSPNS）的表）的表）的表）的表面引力红移面引力红移面引力红移面引力红移 5 5谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-234、实验核物理的较近进展5谢谢观赏2019-8-23二、一组新的核子耦合参数的计算二、一组新的核子耦合参数的计算1、核子耦合参数的计算公式核子耦合参数的计算公式 核子耦合参数的代数表达式为 （2-12-1）（2-22-2）6 6谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23二、一组新的核子耦合参数的计算1、核子耦合参数的计算公式（2（2-32-3）（2-42-4）（2-52-5）7 7谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23（2-3）（2-4）（2-5）7谢谢观赏2019-8-23其中其中（2-62-6）（2-72-7）（2-82-8）8 8谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23其中（2-6）（2-7）（2-8）8谢谢观赏2019-8-2（2-92-9）（2-2-1010）（2-2-1111）9 9谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23（2-9）（2-10）（2-11）9谢谢观赏2019-8-22、计算参数、计算参数 NSCL/MSU实验结果给出的核子参数实验结果给出的核子参数 1010谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-232、计算参数10谢谢观赏2019-8-233 3、计算结果、计算结果、计算结果、计算结果 计算出的新的核子耦合参数（计算出的新的核子耦合参数（计算出的新的核子耦合参数（计算出的新的核子耦合参数（CZ11CZ11）1111谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-233、计算结果11谢谢观赏2019-8-23三三、R RM MF F理理论论与与P PN NS S表表面面引引力力红红移移的的 计计算算理理论论n n描述中子星物质的拉氏量密度为：描述中子星物质的拉氏量密度为：（3-13-1）1212谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23三、RMF理论与PNS表面引力红移的计算理论描述中子星物质n n由由EulerEuler方程并利用平均场近似，得到重子运动方方程并利用平均场近似，得到重子运动方程如下程如下（3-23-2）n n其本征值为（3-33-3）n n其中m*为重子的有效质量（3-43-4）1313谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23由Euler方程并利用平均场近似，得到重子运动方程如下（3-介子场方程为（3-53-5）（3-63-6）（3-73-7）1414谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23介子场方程为（3-5）（3-6）（3-7）14谢谢观赏201前身中子星的能量密度和压强为（3-93-9）（3-83-8）1515谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23前身中子星的能量密度和压强为（3-9）（3-8）15谢谢观赏平衡条件是（3-3-1010）重子数守恒和电中性条件分别为（3-3-1111）（3-3-1212）1616谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23平衡条件是（3-10）重子数守恒和电中性条件分别为（3-n n利用Oppenheimer-Volkoff(O-V)方程得到PNS的质量和半径（3-3-1313）（3-3-1414）n nPNS的表面引力红移为（3-3-1515）1717谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23利用Oppenheimer-Volkoff(O-V)方程四、计算参数选取四、计算参数选取n n核子耦合参数选为本工作所得的CZ11（见二）n nPNS的温度：T=15 MeVn n超子与矢量介子的耦合参数由结构夸克模型的S（6）对称性得到而超子与标量介子的耦合参数由拟合、在核物质中的势阱深度得到（4-14-1）（4-24-2）1818谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23四、计算参数选取核子耦合参数选为本工作所得的CZ11（见二）、在核物质中的势阱深度分别取为（4-34-3）1919谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23、在核物质中的势阱深度分别取为（4-3）19谢谢观赏五、五、PNSPNS表面引力红移的计算结果表面引力红移的计算结果和讨论和讨论2020谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23五、PNS表面引力红移的计算结果和讨论20谢谢观赏2019PNSPNS的质量与中心能量密度的关系的质量与中心能量密度的关系的质量与中心能量密度的关系的质量与中心能量密度的关系*CZ11*CZ11计算的质量比计算的质量比GL97GL97的小的小*AB*AB段对应稳定段对应稳定PNSPNS，BCBC对应不稳定对应不稳定PNSPNS*为正常饱和核物质密度为正常饱和核物质密度2121谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23PNS的质量与中心能量密度的关系*CZ11计算的质量比GL9PNSPNS的半径与中心能量密度的关系的半径与中心能量密度的关系的半径与中心能量密度的关系的半径与中心能量密度的关系*CZ11 计算的半径比GL97的小2222谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23PNS的半径与中心能量密度的关系*CZ11 计算的半径比GLP PN NS S的的的的表表表表面面面面引引引引力力力力红红红红移移移移与与与与中中中中心心心心能能能能量量量量密密密密度度度度的的的的关关关关系系系系*CZ11 计算的z比GL97的小。虽然 而前者小的程度大2323谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23PNS的表面引力红移与中心能量密度的关系*CZ11 计算的zPNS的的表表面面引引力力红红移移与与M/R的的关关系系*CZ11 算得的Z比GL97的小，且零温CZ11 算得的Z比T=15 MeV的大2424谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23PNS的表面引力红移与M/R的关系*CZ11 算得的Z比GLPNS最大质量所对应的表面引力红移最大质量所对应的表面引力红移*对CZ11来说，与PNS最大质量对应的z的计算值比据GL97的计算值约小10%2525谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23PNS最大质量所对应的表面引力红移*对CZ11来说，与PNS六、总六、总 结结1 1 1 1利用较近的实验结果（利用较近的实验结果（利用较近的实验结果（利用较近的实验结果（NSCL/MSUNSCL/MSUNSCL/MSUNSCL/MSU）计算出了一组）计算出了一组）计算出了一组）计算出了一组 新的核子耦合参数（称之为新的核子耦合参数（称之为新的核子耦合参数（称之为新的核子耦合参数（称之为CZ11CZ11CZ11CZ11）；）；）；）；2 2 2 2利用利用利用利用CZ11CZ11CZ11CZ11计算了前身中子星（计算了前身中子星（计算了前身中子星（计算了前身中子星（PNSPNSPNSPNS）的表面引力红移。）的表面引力红移。）的表面引力红移。）的表面引力红移。1 发现：发现：1)1)采用采用CZ11CZ11参数组计算的参数组计算的z z比比GL97GL97的小；的小；2 2 2)2)采用采用CZ11CZ11参数组对参数组对PNSPNS最大质量所对应的最大质量所对应的z z的计算值的计算值比据比据GL97GL97的计算值约小的计算值约小10%10%3 2626谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23六、总 结利用较近的实验结果（NSCL/MSU）计算出了一组谢谢各位老师！2727谢谢观赏谢谢观赏2019-8-232019-8-23谢谢各位老师！27谢谢观赏2019-8-23