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渡边元太郎教授关于中子星超流密度的研究已发表于Physical Review Letters

编辑:phymaxc 时间:2017年09月12日 访问次数:478

渡边元太郎(Gentaro Watanabe)教授任职于浙江大学物理系浙江近代物理中心。2017年8月,Gentaro Watanabe以第一作者和通讯作者的身份,在物理期刊Physical Review Letters 上发表了关于中子星超流密度的研究。这项工作由他与丹麦玻尔研究所的Christopher J. Pethick教授合作完成。

脉冲星——发射电磁波的旋转中子星,被观测到周期脉冲信号,表现为非常精确的自然时钟。虽然准确,但脉冲信号的间隔有时可能会突然减少,这是由于中子星的旋转频率突然增加引起的。这种神秘的现象被称为“glitch”(短时脉冲波干扰),如何理解“glitch”是中子星物理学中的一个重要问题。

最有前途的模型之一是将中子超流体与中子星外壳中带电粒子突然锁定在一起。然而,基于超流性的“glitch”模型已经面临严重的危机:根据最近的中子超流密度计算(假设弱配对),有人指出,由于中子的能带结构的影响,在外壳中的中子超流密度是不够的。

Watanabe和Pethick的工作已经从危机中挽救了“glitch”模型。受到Watanabe的在光晶格中的超冷原子气体的工作的启发,考虑到带隙和对能隙的影响,他们研究了在晶格周期中的中子超流密度。结果表明,当对能隙大于或大于带隙时,能带结构的影响受到强烈抑制,因而对超流密度的影响不大。因此,在外壳中中子超流体密度足够大以至于基于超流体中子的“glitch”模型仍然成立。这项工作为改进超流体密度的计算铺平了道路,并且将对该领域的未来发展产生影响。

本项研究工作由青年千人计划以及中国国家自然科学基金委员会提供支持。

 

论文索引:G. Watanabe and C. J. Pethick, "Superfluid Density of Neutrons in the Inner Crust of Neutron Stars: New Life for Pulsar Glitch Models", Phys. Rev. Lett. 119, 062701 (2017).

 

 

 

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.062701