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部分受限高能天体物理与致密天体提出 1939

中子星内部物质的状态方程是什么?

中子星核心把物质压缩到核密度的数倍——这是实验室无法达到的区域。状态方程决定最大质量、半径、潮汐可变形性,以及核心是否含超子、夸克物质或新相。

为何困难

高密度低温下的QCD在数值上难以处理(符号问题)。质量–半径测量有数公里的不确定性,不同的状态方程族在任何单一可观测量上可能相互模仿。

当前证据

两倍太阳质量脉冲星为最大质量设定了硬性下限;NICER的X射线脉冲轮廓建模给出PSR J0030+0451和J0740+6620的半径约12–13公里;GW170817的潮汐信号排除了过硬的状态方程。结果是可行状态方程的范围收窄,但仍有约10公里宽。

可能的途径

更精确的NICER/STROBE-X半径测量、未来并合事件(含并合后ringdown)的引力波潮汐参数、与多信使约束锚定的重离子碰撞数据,以及格点QCD和手征有效场论的进展。

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