Finite size effects of quark-hadron phase transition in supernovae

超新星爆発におけるクォーク-ハドロン相転移の有限サイズ効果

安武 伸俊*; 丸山 敏毅  ; 巽 敏隆*; Schulze, H.-J.*; Burgio, F. G.*

Yasutake, Nobutoshi*; Maruyama, Toshiki; Tatsumi, Toshitaka*; Schulze, H.-J.*; Burgio, F. G.*

有限温度でニュートリノを含んだ超新星物質でのハドロン-クォーク相転移に伴う混合相の状態方程式を求めた。超新星物質のような多成分系で混合相の状態方程式を求めるには、単純なMaxwell構成法は用いることができず、多成分の化学平衡を表すGibbs条件を厳密に解く必要性がある。しかし、「パスタ」と呼ばれる混合相の幾何学的構造を考慮したうえで状態方程式を求めると、Maxwell構成法によるものに近い状態方程式となることがわかった。さらにクォークの存在によりハイペロンが抑制されること、温度やニュートリノの効果として、混合相が力学的不安定になることなどがわかった。得られた状態方程式は、中性子星物質としては固く、超新星物質としては柔らかいもので、中性子星質量の観測や、超新星爆発のシミュレーションに有利となるものである。

We have calculated equation of state (EOS) of quark-hadron mixed phase in supernovae with finite temperature and neutrinos. To get EOS of matter with more than one chemical components, the Maxwell construction can not be applied but the Gibbs conditions should be fully considered. However, the resulting EOS of mixed phase with "pasta" structures are found to be close to that obtained with the Maxwell construction. We have found that in the mixed phase hyperons are suppressed by the negatively charged quark phase. We also found that the mixed phase becomes unstable by the temperature and trapped neutrinos. The resultant EOS of the mixed phase is found to be stiff as neutron star matter and soft as supernova matter, which is useful to get supernova explosions by simulations, and easy to satisfy maximum masses of neutron star observations.