Астрофизични ограничения върху уравнението на състоянието на неутронната материя и ефекти, дължащи се на съвременни реалистични ядрени потенциали, включващи многонуклонни взаимодействия

Уравнение на състоянието на ядрената материя

Бяха получени резултати за точно решими модели за нуклонни системи - на Ричардсън-Годан и разширеното многочастично сдвояване. В последния модел по естествен начин възникват многонуклонни взаимодействия, чието влияние върху относителните енергии на свързване на ядра от няколко изотопни вериги (100-132Sn, 152-181Yb и 181-202Pb) е отчетено в явен вид, като това описание превъзхожда резултатите, получени в модела на Нилсън. Бе развит метод за решаване на задачата за много тела чрез използването на невронни мрежи, който бе демонстриран на основата на модела на Липкин. Методът е приложим и за намиране на характеристики на ядрена материя. Успоредно с това, бяха проведени изчисления в рамките на метода на свързаните клъстери, с помощта на графични процесори, използвайки опростен нуклон-нуклонен потенциал (Минесота), като на тяхна основа бе изведено уравнение на състоянието на неутронна материя. Получената зависимост показва добре известно поведение при относително ниски ядрени плътности, а при по-високи плътности показва съществени отклонения. Последното се дължи на използваната от нас форма на нуклон-нуклонно взаимодействие, в което не са включени важни негови части като спин-орбиталното взаимодействие и многонуклонните сили. За намиране на по-реалистично УрС бе използван и потенциал, който включва тензорни взаимодействия, какъвто е потенциала Argonne V18.

Структура и динамика на неутронни звезди и астрофизични приложения

Бяха конструирани статични, бавно и бързо въртящи модели на неутронни звезди като бяха пресметнати техните основни характеристики като маса, ъглов и инерчен момент за различни съществуващи уравнения на състоянието. Чрез тези модели са изследвани универсалните съотношения и възможностите, които те предоставят за ограничаване стойностите на параметрите на разгледаните уравнения. Чрез статистически методи бяха изведени ограниченията за скаларизация на неутронни звезди, базирани на данни от бинарни пулсари. Създадена е компютърна програма за числено интегриране на уравненията на изотропните геодезични линии в пространство-времето на неутронна звезда с определено уравнение на състоянието, включващо многонуклонни взаимодействия. Уравненията на Айнщайн-Хилберт са решени числено и в намерената метрика на пространство-времето са изследвани светлинните образи на горещите излъчващи региони от повърхността на неутронната звезда при определена компактност. Направен е анализ на това как получените светлинни образи могат да послужат като инструмент за наблюдателно разграничаване на различни уравнения на състоянието на нуклонната материя. Бяха изследвани светлинните образи на горещите излъчващи региони от повърхността на ултракомпактни неутронни звезди с много голяма повърхностна гравитация. Направено бе проучване на способността на неутронната звезда в присъствието на фотонна сфера да създава релативистични образи в тези региони, в това число и релативистични пръстени на Айнщайн при отчитане на гравитационното синьо- и червено-отместване в спектъра на светлинните лъчи и запазване на повърхнинната яркост на образите. Получени са резултати за видимите характеристики на компактни неутронни звезди при определени уравнения на състоянието, включващи многонуклонни взаимодействия. Изследванията за горещите емисионни региони от повърхността на звездата демонстрират наличието на релативистични образи на тези региони. Резултатите отчитат възможността, при достатъчно голяма компактност на неутронната звезда, фотонната сфера да "изплува" над повърхността на звездата, което дава предпоставка за формиране на релативистични пръстени на Айнщайн. Това позволява изучаване на физическите параметри на неутронната звезда и налагане на ограничения върху уравнението на състоянието при точно определяне на отношението маса-радиус на звездата. Направените изследвания демонстрират нетривиалната форма на образите на звездата и на нейните горещи емисионни региони при звездното въртене. Числени симулации разкриват силна деформация на релативистичните образи спрямо тяхната действителна форма при определени уравнения на състоянието, допускащи голяма компактност и присъствие на фотонна сфера, за разлика от тези уравнения на състоянието, при които компактността е значително по-малка.

Статии:

Доклади:

Популяризиране: