中子星脉冲星.PPT

直接的Urca过程的冷却率 直接的Urca过程的条件: 直接的Urca过程的中微子发射率 对于处于β平衡的中子星情形, Xp 8%, 直接的Urca过程 不会出现。 3P2中子超流体的A?B的相震荡— 导致 Glitch现象 我们的3P2中子Cooper对磁矩的磁偶极辐射(3P2 MDRA)的加热机制 将使偏离ESP状态(B相)的3P2中子Cooper对的磁矩投影指向恢复到 完全混乱的ESP状态(A相，即 “等概率状态”)。一旦3P2中子超流 体恢复ESP状态，原来偏离ESP状态(B相)的诱导磁矩也就随之消 失。我们的3P2 MDRA也就不出现。这时, 只有通常的冷却机制起 作用。在这个加热过程的同时, 3P2 MDRA也提供能量使得一部分 (ζ) 3P2中子Cooper对解体。每一个被解体的3P2Cooper对释放出 两个正常中子。这些正常中子具有一定数量时，它们同正常质子的 强烈耦合作用将使自转较慢的中子星壳层被核心超流体的快速旋转 而带动，这就产生了Glitch现象。 一旦 3P2 中子超流体的B相 → A相, 加热机制消失，冷却机制的 作用将使得3P2 中子超流体很快地再度偏离ESP状态， A相 → B 相。 3P2 中子超流体再度出现诱导磁矩，产生相应的的诱导磁场。 主要思路 1) 3P2中子超流体温度明显低于相变温度 2) 当3P2中子超流体处于B相状态时，(除了超流涡丝核心区域外) 没有正常中子成分。因此，PBF冷却机制不出现。在从3P2中子超流 体的B相向A相转变的过程中，只有修正的Urca中微子发射的冷却 机制和3P2 中子超流涡旋的磁偶极辐射的加热机制过程的竞争。 我们的3P2中子Cooper对磁矩的磁偶极辐射(3P2 MDRA)的产热率 超过修正的Urca过程的冷却率，由于这种净剩的热量供给，使得那 些偏离ESP状态的3P2中子Cooper对的磁矩逐渐地恢复到完全混乱的 ESP状(即 “等概率状态”的A 相)。这段时间即加热时标 3) 在这段加热时标内，同时也会有一部分3P2中子Cooper对因加热而解体(设其数量占百分比为ζ),转 变为正常中子。即当3P2中子超流体恢复A相的同时, 数量为ζN(3P2)的3P2中子Cooper对被拆散为正常中子(总共数量为2ζN(3P2))。它占总的中子数目的比例为ζq ( 所有3P2中子Cooper对内的中子数目占中子总数的比例为q ) Glitch(中子星壳层旋转突然加快) 4) 根据B.Link的论证：中子超流涡旋区域同II型质子超导态(超导磁通管)区域是不会共存的(2003,Phys.ReV.Lett.91(10):101101), 因此我们可以认为在中子超流涡旋区域内，质子系统处于正常的Fermi 流体状态。而质子系统（通过Coulomb 相互作用)同中子星内部和壳层的电子系统紧密地结合,它们同中子星外壳共同以(脉冲星)观测到的角速度(Ω=2π/P)统一地绕中子星旋转轴旋转，基本上同中子星内部中子超流涡旋区域脱耦,它们仅仅通过质子同中子超流涡丝轴线核心区域数量极少的正常中子之间的作用的或电子磁矩同它们的磁矩之间极为微弱相互作用来联系。 但是， 数量(指所占比例)为ζq 的(刚被拆散的)正常中子则将会通过核力即正常的质子强烈地耦合,正是由于这种强烈耦合, 使得内部快速旋转的整个中子流体系统将通过较强的耦合作用带动外部慢速旋转的壳层，使它突然加快旋转,即导致了中子星整体磁球(包括壳层)的转动突然加快，呈现出Glitch现象。 Glitch的间隔时标 5)一旦3P2中子超流体恢复ESP状态，原来偏离ESP状态(B相)的 诱导磁矩也就随之消失(由B相转变为A相,加热时标为theat)。 此后,我们的3P2 中子超流涡旋体的磁偶极辐射 (3P2 MDRA) 也 就不会出现。加热机制消失，仅仅只有冷却机制起作用。这种冷 却机制将使前述被拆散的一部分(ζ ) 3P2中子Cooper对的正常中 子再次恢复为Cooper对。同时，随着温度的下降, 在各向异性中 子超流体内的3P2中子 Cooper对的磁矩在中子星内部强磁场环境 下有着自发地转向外磁场方向排列的趋势, 即部分3P2中子 Cooper对的磁矩(自旋)又迅速偏离ESP状态。它们再次迅速地趋 向于统计平衡的B相 (即3P2 中子超流体从ESP状态的A相完全转 变为偏离ESP的状态的B相)。 相继两次Glitch的时间间隔 ? 加热时标 + 冷却时标 冷却时标 Glitch现象的发生是由于旋转很慢的外部壳层同内部旋转很快的中子超流体(在Glitch触发时标内)突然同强烈耦合在一起而被它拖曳带动迅速加快引起的。物理实质是中子星内部的正常中子(源自被拆散的一部分(ζ ) 3P2中子Cooper对) 通