Mixed phases during the phase transitions

相転移における混合相

巽 敏隆*; 安武 伸俊*; 丸山 敏毅  

Tatsumi, Toshitaka*; Yasutake, Nobutoshi*; Maruyama, Toshiki

高密度天体の内部構造を知るためには相転移の熱力学が必要である。非対称原子核物質の液相気相相転移を例として、Gibbs条件を精密に考慮に入れた相平衡を考える。相対論的平均場とThomas-Fermi近似による粒子密度分布を無撞着に解くことにより、混合相の特徴を明らかにした。混合相は共存する平衡な2相からなる非一様な物質で、「パスタ」と呼ばれる特徴的な形状をした1つの相がもう1つの相の中に埋め込まれた結晶構造をとるが、われわれの計算ではこの非一様構造による表面張力とクーロン斥力とを勘案することができる。それにより非一様構造の力学的不安定が起こる場合を明らかにした。また、液相気相相転移における有限温度の効果についても調べた。同様に、ハドロン-クォークの非閉じ込め相転移をハイペロン入りの物質について調べた。そこではニュートリノがトラップされた場合の効果及び有限温度の効果について議論し、混合相の特性と状態方程式を導き出した。

We consider the first-order phase transitions and the phase equilibrium on the basis of the gibbs conditions, taking the liquid-gas phase transition in asymmetric nuclear matter as an example. Characteristic features of the mixed phase are figured out by solving the coupled equations for mean-fields and densities of constituent particles self-consistently. The mixed phase is inhomogeneous matter composed of two phases with characteristic shapes called "pasta". We take into account the coulomb interaction and the interface energy, and thereby sometimes we see the mechanical instability of the mixed phase. Thermal effect on the liquid-gas phase transition is also elucidated. Similarly hadron-quark deconfinement transition is studied in hyperonic matter, where the neutrino-trapping effect as well as the thermal effect is discussed. Specific features of the mixed phase are elucidated and the equation of state is presented.