[論文レビュー] Models for Quark Stars with Charged Anisotropic Matter

Manuel Malaver|arXiv (Cornell University)|Oct 5, 2014

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 32被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、MIT Bag Modelフレームワーク内でのアインシュタイン＝マクスウェル方程式を解くことにより、電荷を帯びた異方性物質を有するクォーク星の新しい正確解を提示する。重力ポテンシャルに調整可能なパラメータαに依存する特定の形式を仮定し、異方性の尺度を定義することで、エネルギー密度、圧力、電場、計量成分について、任意のα値に対して有効な初等関数および多項式関数を用いて物理的に妥当な解が導出される。

ABSTRACT

In this paper, we found new exact solutions to the Einstein- Maxwell system of equations within the framework of MIT Bag Model considering a particular form for the measure of anisotropy and a gravitational potential which depends on an adjustable parameter α. Variables as the energy density, radial pressure, tangential pressure, electric field intensity and the metric functions are written in terms of elementary and polinominal functions. We show that the form chosen for the gravitational potential and the anisotropy allows obtain physically acceptable solutions with any value of the adjustable parameter.

研究の動機と目的

• 電荷を帯びた異方性物質を有するクォーク星の物理的に妥当な正確解を開発すること。
• 一般相対性理論を用いて異方性圧力および電磁場を伴うクォーク星をモデル化する課題に取り組むこと。
• 調整可能なパラメータαが重力ポテンシャルに与える影響と、星の構造に与える影響を明らかにすること。
• αの値の範囲にわたり、解が物理的に妥当であることを保証すること。

提案手法

• 調整可能なパラメータαに依存する特定の関数的形を重力ポテンシャルに仮定する。
• 星内部における半径方向および接線方向圧力のモデル化のため、明確に定義された異方性の尺度を導入する。
• クォーク物質に対してMIT Bag Modelの下でアインシュタイン＝マクスウェル方程式系を解く。
• エネルギー密度、半径方向および接線方向圧力、電場強度、計量関数を初等関数および多項式関数の形で表現する。
• エネルギー条件の分析および原点における正則性の検証を通じて、解の物理的妥当性を検証する。
• 調整可能なパラメータαの任意の値に対して、解が有効であり、良好に振る舞うことを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アインシュタイン＝マクスウェル方程式をMIT Bag Modelフレームワーク内で用いることで、電荷を帯びた異方性クォーク星の正確解を導出できるか？
• RQ2 αでパrameter化された重力ポテンシャルの選択が、クォーク星の物理的性質にどのように影響を与えるか？
• RQ3 異方性の尺度が、正則的かつ物理的に妥当な星の構成を維持する上で果たす役割は何か？
• RQ4 物理的制約に反しない範囲で、αの全範囲にわたって妥当な解をモデルが生成できるか？

主な発見

• エネルギー密度、半径方向および接線方向圧力、電場強度、計量関数について、初等関数および多項式表現を用いて正確な解が得られる。
• すべての物理的量が調整可能なパラメータαの関数として明示的に表現されており、解析的取り扱いが可能である。
• 解は正則性の条件および正のエネルギー密度といった物理的妥当性条件を満たしている。
• 異方性の尺度および重力ポテンシャルの形式が、αの任意の値に対して解が有効であるように選ばれている。
• 電場強度は非ゼロであり、一貫してモデルに統合されており、電荷を帯びた物質の効果を反映している。
• モデルは、選択された関数的形が、αの全範囲にわたり安定的かつ良好に振る舞う星の構成をもたらすことを示している。