Энергия симметрии ядерной материи из наблюдений нейтронных звёзд и экспериментов по столкновениям тяжёлых ионов
Штернин Пётр Сергеевич
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе
на HEA-2025
Авторы: Д.Д. Офенгейм (1,2), Е.Е. Коломейцев (3), П.С. Штернин (2), Т. Пиран (1) (1) Racah Institute of Physics, University of Jerusalem, Israel (2) ФТИ им. А.Ф. Иоффе (3) Объединенный институт ядерной физики
Одной из фундаментальных задач современной ядерной физики является определение уравнения состояния сильно взаимодействующего вещества при сверхядерных плотностях. Существует два основных способа исследования ядерной материи в этой области. Астрофизический способ опирается на наблюдения нейтронных звёзд, в ходе которых определяются их массы, радиусы, приливные деформируемости (из гравитационно-волновых наблюдений) и прочие параметры. Этот путь позволяет, хотя и не напрямую, установить ограничения на свойства бета-равновесного ядерного вещества, которое содержится в ядрах нейтронных звёзд [1]. Второй способ опирается на эксперименты по столкновениям тяжёлых ионов и за счёт анализа потоков частиц позволяет ограничить уравнение состояния симметричной (содержащей одинаковое число нейтронов и протонов) ядерной материи [2]. Комбинация этих подходов позволяет выяснить зависимость энергии ядерной материи от изоспиновой асимметрии. Ключевой параметр этой зависимости – разница между энергиями, приходящимися на один барион в полностью асимметричном (например, чисто нейтронном) и симметричном веществе – носит название энергии симметрии. Помимо прочего, она определяет доли различных компонентов бета-равновесного ядерного вещества. Используя имеющиеся многоканальные астрофизические ограничения на массы и радиусы нейтронных звёзд [1], а также данные экспериментов по столкновениям тяжёлых ионов [2] мы восстанавливаем зависимость энергии симметрии от барионной плотности при значениях, многократно превышающих ядерную. Соответствующие ограничения на состав бета-равновесной ядерной материи с высокой вероятностью указывают на наличие прямого Урка-процесса в недрах массивных нейтронных звёзд. Примечательно, что этот вывод получен независимо от наблюдений тепловых состояний нейтронных звёзд и теории их остывания. [1] Rutherford N., et al., 2024, ApJL, 971, L19 [2] Danielewicz P., Lacey R., Lynch W. G., 2002, Science, 298, 1592
Другие доклады автора
2025Тормозное излучение нейтринных пар при электромагнитных столкновениях в ядрах нейтронных звёзд.
2024Расчёт излучения нейтрино при куперовском спаривании методами кинетического уравнения
2023Универсальные свойства уравнений состояния и кривых масса-радиус нейтронных звёзд
2022Анализ остывания нейтронной звезды в остатке сверхновой Кассиопея А по данным обcерватории Чандра во всех режимах наблюдений детектора ACIS-S
2021Кинетические коэффициенты замагниченных ядер нейтронных звёзд
2019Модельно-независимые ограничения на параметры сверхтекучести сверхплотного вещества из анализа остывания нейтронной звезды в остатке сверхновой Кассиопея А
2018Сеть ядерных реакций в коре аккрецирующей нейтронной звезды
2017Кинетические коэффициенты лептонов в сверхпроводящем ядре нейтронной звезды
2016Собственное движение радиопульсара B1727—47 и его ассоциация с остатком сверхновой RCW 114
2016Кинетические коэффиценты в ядрах нейтронных звёзд. Зависимость от модели межнуклонного потенциала.
2015Модифицированные урка-процессы в ядрах нейтронных звёзд
2014Аналитические модели остывания сверхтекучих нейтронных звёзд