PDF《脉冲星是中子星还是奇异星 ①》

1993 年度诺贝尔物理学奖 . ⑦ 例如 ,能够测得 Hulse -Taylor双脉冲星的两颗子星的质量分别为太阳质 量的

1 .

4411 ±

0 .

0007 、1 .

3874 ±

0 .

0007 倍 .能给出如此精度的天文测量是罕见的 . Science and Technology Review 5/

2001 8 衡;

因此 , 中子星也有一大气层 , 其厚度为 0. 1~ 10cm , 密度为 0. 1~ 100g/ cm3 .中子星的热 X 射线辐 射性质就是由这层大气决定的 ;

所以 , 通过中子星 热辐射的研究可望了解中子星的大气层 .大气层以 下到密度小于 4*101

1 g/ cm3 ( 称为 中子滴密度 ) 之 处的物质由原子核和电子组成 , 称为中子星的外壳 层.外壳层温度低于其溶解温度 , 为固体 .外壳层中 的重原子核与相对论简并电子气处于 β 平衡 ;

随着 密度的增加 , 原子核中的中子含量亦逐渐增加 .当 物质密度超过中子滴密度时 , 原子核中的中子含量 高到足以使部分中子从原子核中游离出来 ( 形象地 说 ,中子从原子核中 滴 出来了) .当密度进一步增 加至接近核物质密度时 , 原子核中所有的质子均中 子化 , 且中子游离出原子核 ( 原子核本身消失) , 这 个以富中子的原子核 、 自由中子和电子组成的区域 ( 密度介于中子滴密度和核物质密度之间) , 称为中 子星的内壳层 .内壳层中的自由中子结合成 Cooper 对( 以1S0 态成对) , 形成各向同性超流中子流体 ;

它 们钉扎在成点阵排列的富中子核上 .密度在核物质 密度以上的大部分区域主要由各向异性的超流中 子( 以3P2 态成对) 组成 , 并含有少量超导质子( 以1S0 态成对) 和正常电子 ;

该区域是中子星的主体 , 称为 中子物质区 .在密度高于

2 ~ 3倍核物质密度的区 域,为使单位重子的能量极低 , 可能会出现夸克物 质相 、 π 或K等介子凝聚相 、超子物质相等 .这是人 们了解最欠缺的区域 ,称为中子星的核 . 关于中子星内部的夸克相 , 目前主要有两种看 法 .早期的看法认为中子星核区存在一阶相变 , 核 子相与夸克相之间由密度不连续的间断面分开 ;

这 类中子星又称为混合星( hybrid star) . 然而在 1992年Glendenning 指出 , 因为中子星内部物质含有两个独 立的守恒量 ( 重子数和电荷数) , 物质有可能是整体 上电中性但局部非电中性 .这样 , 夸克物质与核子 物质有可能在宏观尺度上共存 , 密度连续变化 .这 类中子星又称为混杂星( Mixed star) , 其中的夸克物 质与核子物质共存相称为混杂相 .这种混杂相的存 在有可能使得混杂星的能量比混合星低 .一个极端 的观点是 , 如果 Witten 猜想是正确的 , 奇异星的能 量比各类中子星的能量都低 , 因此整个中子星将被 奇异化 , 最终形成奇异星( 见下节) . 三 、奇异星模型

1947 年人们在宇宙线中发现了一类具有奇异 性质的粒子 ,它们 成对快产生 ,单独慢衰变 .

1953 年西岛提出用奇异数的概念来刻画这类奇异粒子 ........