磁星及其活动的物理本质核物理与凝聚态物理的应用.ppt
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1、磁星及其活动性的物理本质 核物理与凝聚态物理的应用,彭秋和 (南京大学天文系),近年来我们探讨的问题,中子星的初始本底磁场: 通过超新星核心坍缩过程中,由于磁通量守恒:,探讨的问题: 大多数中子星观测到的1011-1013高斯的强磁场的物理原因? 磁星(1014-1015 gauss)的物理本质? 磁星的活动性:,(B(0)为中子星的初始本底磁场)。难以获得通常中子星(1011-1013) gauss的磁场强度。更难获得磁星(1014-1015) gauss的磁场强度。,难以利用脉冲星自转能的损失率来解释。,我们计算发现: 中子星观测到的1011-1013高斯的强磁场实质上来源于中子星内超相对
2、论强简并电子气体 的Pauli顺磁磁矩产生的诱导磁场。,中子反常磁矩,电子磁矩,Qiu-he Peng and Hao Tong, 2007, The Physics of Strong magnetic fields in neutron stars, Mon. Not. R. Astron. Soc. 378, 159-162(2007),磁星超强磁场的物理本质?,己经提出的模型: Ferrario & Wickrammasinghe(2005)suggest that the extra-strong magnetic field of the magnetars is descende
3、d from their stellar progenitor with high magnetic field core. Iwazaki(2005)proposed the huge magnetic field of the magnetars is some color ferromagnetism of quark matter. Vink & Kuiper (2006) suggest that the magnetars originate from rapid ratating proto-neutron stars. 我们计算发现: 磁星超强磁场来自在原有本底(包括电子Pau
4、li顺磁磁化)磁场下,各向异性中子超流体3P2中子Cooper对的Pauli磁化现象。,3P2 中子Cooper对的磁矩的分布,3P2 中子Cooper对系统:Bose子系统,在低温下都凝聚在基态(E=0)状态。 每个3P2 中子Cooper对具有磁矩: B = 2 n= 1.9 10-23 ergs/gauss。 在外磁场作用下,磁针(磁矩)有着顺磁场方向的趋势,具有较低的 能量值。即它比 Z = 0, 1 状态有更低的能量。,顺磁方向与逆磁方向排列的 3P2Cooper对数目差,在(T,B)环境下, 自身磁矩顺磁场与逆磁场方向排列的3P2中子Cooper对数目之差为,f(x)为布里渊函数,
5、处于3P2 中子Copper 对的中子数所占的百分比,(动量空间中)Fermi球内、在Fermi表面附近厚度为,壳层内的中子才会结合成3P2 Cooper对。它占中子总数的百分比为:,EF(n) 60 MeV, (3P2(n) 0.05 MeV, q 8.7% 处于3P2 Copper 对状态的中子总数目为:,3P2中子Cooper对的诱导磁矩,磁针顺磁场与逆磁场方向排列的3P2中子Cooper对数目之差为,它们引起的诱导磁矩为,当:,(高温近似),3PF2 中子超流体的总的诱导磁场 :,中子星的磁矩同(极区)磁场强度的关系:,Bin- T 曲线(取=1)(未考虑相互作用),物理图象,当中子星
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