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論文

Properties of a hyperon-quark mixed phase in compact stars

丸山 敏毅; 千葉 敏; Schulze, H.-J.*; 巽 敏隆*

Journal of Physics G; Nuclear and Particle Physics, 35(10), p.104076_1 - 104076_4, 2008/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:74.6(Physics, Nuclear)

Brueckner-Hartree-Fock模型とMIT bag模型による、ハイペロン相とクォーク相の混合相の性質を調べた。Gibbs条件と、非一様構造によるクーロン相互作用、それによる荷電遮蔽効果を無撞着に考慮して混合相の構造を計算した。その結果、構造を考慮に入れないバルクなGibbs条件による状態方程式よりも、むしろMaxwell構成法によるものに近い状態方程式が得られた。また、クォーク相とハドロン相の局所荷電の存在によって、ハイペロンの出現がハドロン相で抑制されるという新しい現象とその原因が明らかになった。最後に得られた状態方程式を用いた中性子星の構造や質量について議論する。

論文

Hyperon-quark mixed phase in dense matter

丸山 敏毅; 千葉 敏; Schulze, H.-J.*; 巽 敏隆*

Exotic States of Nuclear Matter, p.290 - 297, 2008/02

原子核密度の約2$$sim$$3倍でハイペロンが現れると状態方程式が軟化し、その結果重い中性子星が存在できなくなるが、これは中性子星の最大質量が太陽質量の約1.5倍以上という観測事実に矛盾する。これに対して、ある密度でクォーク非閉じ込め相転移が起こると、クォークの固い状態方程式によって重い中性子星が可能になるという主張がされた。しかし非一様構造を考慮しない単純な計算では、ハイペロン物質とクォーク物質の混合相が現れると、状態方程式が再び軟化してしまう。そこで、Brueckner-Hartree-Fock理論に基づく現実的な相互作用模型と、混合相の非一様構造を計算する手法により、ハイペロン物質とクォーク物質の混合相の状態方程式を求めた。その結果、混合相の状態方程式はクーロン遮蔽効果によってあまり軟化しないことがわかった。この状態方程式を用いて中性子星の最大質量を計算したところ、非一様構造を考慮しない単純な計算に比べ、観測されている値により近い値を得ることができた。

論文

Quark deconfinement transition in hyperonic matter

丸山 敏毅; 千葉 敏; Schulze, H.-J.*; 巽 敏隆*

Physics Letters B, 659(1-2), p.192 - 196, 2008/01

 被引用回数:23 パーセンタイル:19.12(Astronomy & Astrophysics)

中性子星内部に予想される高密度物質特にハイペロンの混じったハドロン物質中で、クォーク非閉じこめ相転移が起こった場合の状態方程式及び物質の性質を調べた。その結果、ハドロンとクォークの混合相において、いわゆるパスタ構造が形成されること、また混合相のハドロン側の密度があまり高くならないためにハイペロンの出現が抑えられることがわかった。また、ハドロンとクォーク間の表面張力や荷電遮蔽効果によって、混合相の状態方程式は単純なMaxwell構成法を用いた場合に近くなることなどがわかった。この結果は中性子星の構造の理解に重要な情報を与える。

論文

Hyperon-Quark mixed phase in compact stars

丸山 敏毅; 千葉 敏; Schulze, H.-J.*; 巽 敏隆*

Nuclear Physics A, 805, p.588 - 590, 2008/00

高密度物質中でのハドロン-クォーク相転移における混合相の非一様構造は、以前研究したことがあったが、ハドロンに関しては単純な有効相互作用を用いた核子物質しか考慮しておらず現実的な物質の状態方程式を議論することはできなかった。そこでハイペロンの自由度を含む、Brueckner-Hartree-Fock理論に基づいた現実的な状態方程式を用いてハドロン物質とクォーク物質の混合相を計算した。その結果、混合相中ではハドロン側の密度があまり高くならないためにハイペロンがほとんど現れないこと,混合相の状態方程式はクーロン遮蔽効果によってMaxwell構成法を施した場合の状態方程式に近づくことなどがわかった。これによって非一様構造を考慮した物質の状態方程式を精密に議論することや、中性子星の冷却過程をハイペロンの含有率まで考慮に入れて議論することができるようになった。

論文

Hadron-quark mixed phase in hyperon stars

丸山 敏毅; 千葉 敏; Schulze, H.-J.*; 巽 敏隆*

Physical Review D, 76(12), p.123015_1 - 123015_12, 2007/12

 被引用回数:73 パーセンタイル:6.22(Astronomy & Astrophysics)

コンパクトな天体中でのハドロン-クォーク混合相の状態方程式と構造を求め、天体の構造や質量に対する影響を調べた。ハドロン相はBrueckner Hartree Fock理論に基づくハイペロンの自由度を含んだ状態方程式を用い、クォーク相には単純なMITバッグ模型を用いた。相内部と相間での化学ポテンシャルと圧力の釣り合い(Gibbs条件),荷電粒子の非一様分布によるクーロンポテンシャルなどを無撞着に計算しパスタ構造と呼ばれる非一様な構造を持った混合相を得た。そして荷電遮蔽効果により混合相の状態方程式が、単純なMaxwell構成法によるものに近くなることを明らかにした。この、得られた状態方程式を用いてTOV方程式を解くことにより天体の構造と質量を求めたところ、Maxwell構成法を適用した場合に近い結果を得た。中性子星の理論的な最大質量が観測値を下回る問題については解決に至らなかった。また、混合相中ではハイペロンがほとんど生成されないという新たな結果が得られ、このハイペロン抑制機構は混合相の局所荷電によるものであることを明らかにした。

口頭

コンパクトな天体におけるクォーク・ハイペロンの混合相

丸山 敏毅; 巽 敏隆*; Schulze, H.-J.*; 千葉 敏

no journal, , 

中性子星中心部での高密度物質の研究として、以前、通常原子核物質とクォーク物質の混合相の性質と構造を研究したが、原子核物質の状態方程式としては非常に簡単なものを用いていたうえ、ハイペロンの自由度がまったく考慮されていなかった。そこで今回、Brueckner理論に基づくハイペロンの自由度を含む、より現実的な状態方程式を用いてハドロン物質とクォーク物質の構造を持った混合相(パスタ構造)を計算した。混合相を考慮しない場合はある密度でハイペロンが現れ、その後クォーク物質に変化するが、混合相を考慮した場合、ハドロン物質の密度が低く押さえられるためハイペロンが現れず、通常原子核物質とクォーク物質の混合相となることを示した。

口頭

天体中でのハイペロン-クォーク混合相

丸山 敏毅; 巽 敏隆*; Schulze, H.-J.*; 千葉 敏

no journal, , 

コンパクトな天体の内部でのハドロン-クォーク混合相の性質と構造について調べた。ハドロン相はBrueckner Hartree Fock理論に基づくハイペロンの自由度を含んだ状態方程式を用い、クォーク相には単純なMITバッグ模型を用いた。相内部と相間での化学ポテンシャルと圧力の釣り合い(Gibbs条件),荷電粒子の非一様分布によるクーロンポテンシャルなどを無撞着に計算し、パスタ構造と呼ばれる非一様な構造を持った混合相を得た。一様で荷電中性なハドロン物質では、電子や中性子のフェルミエネルギーを抑えるように、標準原子核密度の約2倍で$$Sigma^-$$ハイペロンが、4倍で$$Lambda$$ハイペロンが現れるが、ハドロン-クォーク混合相中ではハイペロンがほとんど現れないことがわかった。その原因は、混合相ではクォーク相が負に、ハドロン相は正に帯電しているが、正の電荷を持ったハドロン物質では電子や中性子のフェルミエネルギーが低いため、$$Sigma^-$$ハイペロンが現れなくても良いためである。そして、ハドロン物質はハイペロンが現れるより低い密度ですべてクォーク物質に変化してしまう。

口頭

Finite size effects of quark-hadron phase transition in supernovae

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

no journal, , 

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。

口頭

Hollow-atom Al X-ray spectra excited by PW laser pulses in foil and CH-buried targets

Pikuz, S. Jr.*; Wagenaars, E.*; Culfa, O.*; Dance, R.*; Rossall, A.*; Tallents, G.*; Faenov, A.*; K$"a$mpfer, T.*; Schulze, K.*; Uschmann, I.*; et al.

no journal, , 

Aluminum K-shell spectra from solid targets were measured during an experiment at Vulcan Petawatt facility. Laser pulses of very high contrast and 150 J of energy allowed interaction studies between the very high intensive laser field and solid state. Intense emission of exotic spectral lines related to the transitions in Al hollow atoms were observed from Al targets. Specifically for 1.5 micron thin foil target the hollow atom yield dominated the resonance line emission. It is suggested that the hollow atoms were predominantly excited by the impact of keV X-ray photons generated on the front surface of the target. On the contrary, the spectra of aluminum foils buried in several microns of CH demonstrated lower K-shell emission and contained much weaker yield of hollow-atom lines. In this case the laser did not interact directly with aluminum matter, so most probably hollow atoms excited by fast electrons penetrating the target.

口頭

Radiation properties of dense matter pumped by X-ray emission of plasma irradiated by laser intensities over 10$$^{20}$$ W/cm$$^{2}$$

Faenov, A.*; Colgan, J.*; Abdallah, J. Jr.*; Pikuz, S. A.*; Wagenaars, E.*; Booth, N.*; Brown, C. R. D.*; Culfa, O.*; Dance, R.*; Evans, R.*; et al.

no journal, , 

It was demonstrated that Hollow ions exotic states of matter, which are very far from equilibrium, can be formed by conventional optical laser technology when the laser intensity reached 10$$^{20}$$ W/cm$$^{2}$$ and approaches to the radiation dominant regime.

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