Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Нейтронные звёзды - астрофизические >бъекты, вещество которых находится в экстремальных условиях (сверхвысокие їлотности и температуры, сверхсильные магнитные поля). Поскольку эти условия іе достижимы в земных лабораториях, исследования нейтронных звёзд весьма ак-'уальны. Они основаны на сопоставлении данных наблюдений с предсказаниями 'еоретических моделей. Построение моделей включает расчёты термодинамиче-:ких и кинетических свойств вещества, а также скоростей нейтринных реакций в іем. Так, для моделирования остывания нейтронных звёзд нужно знать теилопро-юдность, теплоёмкость и скорость нейтринных потерь энергии. При исследовании іволюции магнитного поля важнейшую роль играет электропроводность вещества. і расчёт затухания колебаний нейтронных звёзд основан на знании вязкости. В :вязи с ассоциацией источников мягких повторяющихся гамма-всплесков с магни-арами — нейтронными звёздами с очень сильными магнитными полями — особую іктуальность приобрели теоретические исследования свойств вещества в таких «агнитных полях. С развитием ядерной физики и построением теоретических мо-1,елей вещества сверхъядерной плотности становится актуальным моделирование іейтронньїх звёзд в предположении о наличии экзотических фаз вещества в их ідрах.
Цели работы
. Расчёт термодинамических, корреляционных и кинетических свойств кулонов-
ких кристаллов без магнитного поля.
'. Исследование термодинамических свойств кулоновского кристалла при нали-
!ии магнитного поля.
. Изучение прямого урка-процесса при наличии сильного магнитного поля в ядре
ейтронной звезды и моделирование её остывания в этих условиях.
. Исследование кинетических свойств и нейтринного излучения ядер нейтронных
вёзд с локализованными протонами и моделирование остывания таких звёзд.
К научной новизне можно отнести: (1) использование оптимальных схем нтегрирования по зоне Бриллюэна для расчётов фононных термодинамических эункций и фактора Дебая-Уоллера кулоновских кристаллов в оболочках нейтрон-ых звёзд с учётом и без учёта магнитного поля; (2) вычисление парной кор-еляционной функции кулоновского кристалла в гармоническом приближении и равнение с соответствующими монте-карловскими расчётами; (3) подробное ана-итическое и численное исследование неупругой части статического структурного >актора кулоновского кристалла; (4) расчёты кинетических коэффициентов выро-еденных электронов, рассеивающихся на ионах в кулоновских кристаллах и жид-остях в оболочках нейтронных звёзд (впервые учтены многофононные процессы в ристалле и подавление квазиупругого рассеяния в жидкости); (5) изучение плав-ения квантового замагниченкого кулоновского кристалла; (6) расчёты скорости витринного энерговыделения в прямом урка-процессе в ядрах нейтронных звёзд сильным магнитным полем; (7) моделирование остывания нейтронных звёзд с
сильно замагниченным ядром; (8) интерпретацию наблюдений теплового излуч< ния пульсара Геминга в модели с сильным внутренним магнитным полем; (9) раї четы кинетических коэффициентов и скорости нейтринного энерговыделения В( щества во внутреннем ядре нейтронной звезды в модели протонной локализациі (10) моделирование остывания нейтронных звёзд и интерпретацию поверхностны температур трёх источников (Вела, PSR 0656+14 и Геминга) в предположении локализации протонов в их ядрах.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Расчёты термодинамических функций и фактора Дебая-Уоллера для кулоної ских кристаллов с объёмно- и гранецентрированными кубическими решётками.
-
Исследование парной корреляционной функции и структурного фактора кул< новского кристалла в гармоническом приближении и сравнение с результатам моделирования указанных величин методом Монте-Карло.
-
Вычисление кинетических коэффициентов вырожденных электронов в кулоної ских кристаллах и жидкостях.
-
Расчёты термодинамических функций фононов, фактора Дебая-Уоллера и ере; неквадратичной амплитуды отклонений иона из положения равновесия в кул( новском кристалле при наличии магнитного поля. Изучение условий плавлени замагниченного квантового кулоновского кристалла.
-
Расчёт нейтринных потерь в прямом урка-процессе в сильных магнитных ш лях.
-
Моделирование остывания нейтронной звезды с сильным магнитным полем ядре под влиянием прямого урка-процесса.
-
Расчёты кинетических коэффициентов и скоростей нейтринных реакций в мс дели вещества ядра нейтронной звезды с локализованными протонами.
-
Моделирование остывания нейтронной звезды в предположении о локализаци протонов в её ядре.
Научная и практическая ценность работы. Результаты диссертации нео ходимы для моделирования остывания нейтронных звёзд. Сравнение результате моделирования с наблюдениями теплового излучения этих объектов позволяет и; влечь важную информацию о свойствах их вещества. Также результаты диссер тации нужны для моделирования эволюции магнитных полей нейтронных звёзд
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на семинара сектора теоретической астрофизики ФТИ им. А.Ф. Иоффе, на семинаре в инстит) те физики Ягеллонского университета (Краков, 1998), на зимней школе по физик полупроводников ФТИ им. А.Ф. Иоффе (Зеленогорск, 1999), на международно! совещании "Магнитные поля в нейтринной астрофизике" (Ярославль, 1999), н сессии "Исследования неидеальной плазмы" научного совета по проблеме "Физик низкотемпературной плазмы" РАН (Москва, 1999) и на семинаре кафедры астре физики Санкт-Петербургского государственного университета (Петергоф, 2000).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в восьми печатных работах, приведённых в конце автореферата.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четы
рёх содержательных глав, заключения и списка литературы. Объём диссертации
составляет " <ЗЪ " страниц печатного текста, в том числе 36 рисунков и 6 таблиц.
Список литературы содержит "_/!" наименований. -