[论文解读] Solid Quark Matter

Renxin Xu|arXiv (Cornell University)|Feb 9, 2003

Pulsars and Gravitational Waves Research被引用 2

一句话总结

本文提出，奇异星中温度较低、重子密度较高的夸克物质可能以固态存在，利用Hagen-Rubens定律对RXJ1856表面的热光子辐射进行建模。估算该星体温度约为70 eV，电导率约为10¹⁸ s⁻¹，表明其光学辐射可能主要由日冕主导，且跳变现象与自由进动可能暗示脉冲星内部存在刚性固态。

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.

研究动机与目标

• 探讨在高重子密度条件下，致密星中的夸克物质是否可能以固态存在。
• 利用金属辐射率的Hagen-Rubens定律，对固态奇异星表面的热辐射进行建模。
• 基于热辐射，估算孤立中子星RXJ1856的温度与电导率。
• 探讨观测到的光学辐射与跳变现象对脉冲星内部状态的启示。

提出的方法

• 应用Hagen-Rubens定律计算固态夸克物质的热辐射率，将其类比为金属行为。
• 利用RXJ1856的观测热谱推断其表面温度与电导率。
• 提出现象学的1-和2-组分模型，以解释固态奇异星中的跳变现象。
• 分析自由进动作为脉冲星中刚性固态存在的潜在指标。
• 评估日冕在主导RXJ1856所探测到的光学辐射中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高重子密度下，夸克物质是否可能以固态存在，这种相态的可观测特征是什么？
• RQ2 基于热光子辐射，孤立致密星RXJ1856表面的温度与电导率是多少？
• RQ3 日冕在多大程度上可解释从RXJ1856观测到的光学辐射？
• RQ4 如何通过具有1-或2-组分内部动力学的固态奇异星模型解释脉冲星中的跳变现象？
• RQ5 观测到的自由进动对脉冲星的刚性与内部结构意味着什么？

主要发现

• 基于热光子辐射建模，估算RXJ1856的表面温度约为70 eV。
• 估算RXJ1856中固态夸克物质的电导率约为10¹⁸ s⁻¹，与金属行为一致。
• 围绕RXJ1856的日冕可能主导其探测到的光学辐射。
• 提出现象学的1-和2-组分模型，以解释固态奇异星中的跳变现象。
• 观测到的脉冲星自由进动可能表明其夸克物质核心处于刚性固态。