超強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)磁星外殼層熱核反應(yīng)的影響.pdf

1、核天體物理領(lǐng)域中超強(qiáng)磁場(chǎng)的相關(guān)研究表明:磁星外殼層熱核反應(yīng)都與磁場(chǎng)密切相關(guān)。磁星的超強(qiáng)磁場(chǎng)不僅影響熱核反應(yīng)率和最終元素豐度，而且還影響磁星的中微子能量損失率，最終影響其演化時(shí)標(biāo)、演化進(jìn)程和冷卻機(jī)制。由于超強(qiáng)磁場(chǎng)的重要性，本文主要研究了磁星表面殼層超強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)一些典型核素的熱核反應(yīng)的影響。
　　首先，基于相對(duì)論性的超強(qiáng)磁場(chǎng)理論(Fushiki et al.1989)，利用Thomas-Fermi-Dirac近似方法，我們研究分析了超強(qiáng)

2、磁場(chǎng)環(huán)境電荷屏蔽難題，討論了電荷屏蔽對(duì)熱核反應(yīng)23Mg(p，gamma)24Al的影響，我們的結(jié)果表明，磁星表面超強(qiáng)磁場(chǎng)電荷屏蔽對(duì)熱核反應(yīng)率影響明顯，熱核反應(yīng)率可能增大二個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　其次，基于相對(duì)論性的超強(qiáng)磁場(chǎng)理論(Peng et al.2012; Gao et al.2012，2013)，利用殼模型蒙特卡洛方法與隨機(jī)相位近似理論，我們研究了磁星殼層超強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)典型核素55Co與56Ni的電子俘獲率的影響。我們發(fā)現(xiàn)超強(qiáng)磁場(chǎng)使電子

3、俘獲率大大增加，可能增加達(dá)五個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　最后，基于相對(duì)論性平均場(chǎng)有效相互作用理論(Lalazissis etal.1997，2005)與賴東模型(Lai&Shapiro1991;Lai2001，2015)，我們討論研究了磁星表面殼層超強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)電子費(fèi)米能和原子核結(jié)合能和單粒子能級(jí)結(jié)構(gòu)的影響。利用殼模型蒙特卡洛方法與隨機(jī)相位近似理論，我們?cè)敿?xì)分析了超強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境典型的鐵族核素的電子俘獲中微子能量損失率。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)B12＜100在相對(duì)

4、低溫（如T9=0.233），超強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)中微子能量損失率影響很小，然而，在相對(duì)高溫（如T9=15.53），中微子能量損失率增加超過了四個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)B12＞100，中微子能量損失率降低超過三個(gè)數(shù)量級(jí)(如T9=15.533對(duì)核素52-61Fe，55-60Co，56-63Ni)。另一方面，對(duì)于某個(gè)給定的磁場(chǎng)強(qiáng)度與溫度，當(dāng)ρ2≤103中微子能量損失率增加超過四個(gè)數(shù)量級(jí)，然而，隨著密度的遞增（即當(dāng)ρ7＞103），密度幾乎對(duì)中微子能量損失率沒有影響。