[논문 리뷰] Solid Quark Matter

Renxin Xu|arXiv (Cornell University)|2003. 02. 09.

Pulsars and Gravitational Waves Research인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 이상성별 성운의 고온, 고비아론 밀도의 쿼크 물질이 고체 상태로 존재할 수 있으며, Hagen-Rubens 법칙을 사용하여 RXJ1856의 표면에서의 열광자 방출을 모델링한다. 이는 별의 온도를 약 70 eV로 추정하고 전기 전도도를 약 10¹⁸ s⁻¹로 추정하며, 대기권이 별의 가시광선 방출을 지배할 수 있으며, 격자변형과 자유 전진운동은 펄서 내에서 강성 있는 고체 상태를 나타낼 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

It is conjectured that cool quark matter with high baryon density could be in a solid state. The thermal spectrum of photons emitted from the quark surface of solid bare strange stars is investigated, which is based on Hagen-Rubens' law for the thermal emissivity of metals. Accordingly, the temperature and the electric conductivity of a solid quark matter star candidate, the isolated compact star RXJ1856, could be estimated to ~70 eV and ~10^{18} s^{-1}, respectively. It is suggested that RXJ1856 may have a corona which dominate the optical radiation detected. Phenomenological 1- and 2-component models are proposed for the glitches in solid strange stars, and the free precession observed may indicate a solid rigid state of pulsars.

연구 동기 및 목표

• 고비아론 밀도 조건 하에서 별의 쿼크 물질이 고체 상태로 존재할 수 있는지 조사하는 것.
• 금속성 방출 특성을 위해 Hagen-Rubens 법칙을 사용하여 고체 이상성별 성운의 표면에서의 열광자 방출을 모델링하는 것.
• 열방출에 기반하여 고립된 중성자별 RXJ1856의 온도와 전기 전도도를 추정하는 것.
• 관측된 가시광선 방출과 격자변형이 펄서의 내부 상태에 미치는 영향을 탐구하는 것.

제안 방법

• 금속과 유사하게 간주하여 고체 쿼크 물질의 열방출 특성을 계산하기 위해 Hagen-Rubens 법칙을 적용하는 것.
• RXJ1856의 관측된 열스펙트럼을 이용하여 표면 온도와 전기 전도도를 추론하는 것.
• 격자변형을 설명하기 위해 현상학적 1- 및 2성분 모델을 제안하는 것.
• 자유 전진운동이 펄서 내에서 강성 있는 고체 상태를 나타내는 잠재적 지표가 될 수 있도록 분석하는 것.
• RXJ1856에서 관측된 가시광선 방출에 영향을 미치는 대기권의 역할을 평가하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고비아론 밀도에서 쿼크 물질이 고체 상태로 존재할 수 있으며, 그러한 상의 관측 가능한 서명은 무엇인가?
• RQ2 열광자 방출에 기반하여 고립된 밀집 별 RXJ1856의 표면 온도와 전기 전도도는 얼마인가?
• RQ3 RXJ1856에서 관측된 가시광선 방출을 대기권이 어느 정도 설명할 수 있는가?
• RQ4 1- 또는 2성분 내부 역학을 가진 고체 이상성별 성운 모델을 통해 펄서의 격자변형은 어떻게 설명할 수 있는가?
• RQ5 자유 전진운동은 펄서의 강성과 내부 구조에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• 열광자 방출 모델링에 기반하여 RXJ1856의 표면 온도는 약 70 eV로 추정된다.
• RXJ1856의 고체 쿼크 물질의 전기 전도도는 약 ~10¹⁸ s⁻¹로 추정되며, 금속적 행동과 일치한다.
• RXJ1856를 둘러싸는 대기권이 관측된 가시광선 방출을 지배할 수 있다.
• 격자변형을 설명하기 위해 현상학적 1- 및 2성분 모델이 제안된다.
• 펄서에서 관측된 자유 전진운동은 쿼크 물질 핵의 강성 있는 고체 상태를 나타낼 수 있다.