南湖新闻网讯（通讯员 高畅）近日，我校理学院魏薇副教授与美国加州州立大学长滩分校的团队合作在中子星内退禁闭相变物质的多种结构伪装方面取得进展，相关成果以“Camouflage of the phase transition to quark matter in neutron stars”为题发表在国际著名天文学期刊The Astrophysical Journal。研究揭示了退禁闭夸克物质在中子星内的多种伪装结构，为寻找中子星内的夸克物质的观测指针具有指导意义。
中子星是宇宙中最致密的天体之一，是高能天体物理领域最重要的研究对象，研究中子星有助于人类了解极端密度下的物质状态。中子星具有高密、高压和高磁场等特点，在高密高压的中子星内部，可能发生一系列的极端物理过程，比如中子、质子物质退禁闭为夸克物质的相变过程，而寻找中子星内的夸克物质信号是中子星研究的重要目标之一，但是到目前为止，我们还没有中子星内出现夸克物质等物态的确定性证据。
含夸克物质中子星质量-半径关系、致密系数曲线
通常认为，退禁闭夸克物质的出现将软化物质状态方程，使得中子星的质量-半径关系发生明显变化，通过对中子星质量、半径的观测对比，从而发现中子星内存在夸克物质的信号。但本研究指出夸克物质可能在中子星内出现伪装，即含有夸克物质的中子星，特别是夸克以夸克-核子混合相出现的中子星，其在质量半径关系上可与纯中子星完全一样，仅从质量半径关系无法判断中子星内是否又夸克物质出现。
研究选取了DBHF和vBag两种模型来分别描述核子物质和夸克物质的状态，具体分析了核子分别退禁闭为两味夸克物质和三味夸克物质时，在Maxwell和Gibbs两种相变构造下形成的中子星伪装态，并深入分析了伪装状态下，从质量-半径关系不仅无法判断中子星内是否存在夸克物质，如果能判断有夸克物质，也无法判断出现的是两味还是三味夸克物质。而且不仅质量半径关系无法作为判断指针，与质量半径相关的致密性系数、以及潮汐形变参数等观测指标也无法作为判断中子星内是否存在夸克物质的指针。
研究进一步提出，考虑两味夸克物质进一步相变为三味夸克物质，如果星体内发生了从两味夸克向三味夸克的相变过程，这种相变也可以伪装为核子直接退禁闭为三味夸克的过程。也就是说从中子星的质量半径关系无法判断三味夸克物质是直接源于核子退禁闭相变还是源于核子先退禁闭为两味夸克再相变为三味夸克物质。
本研究从夸克物质在中子星内部的伪装状态出发，分析了夸克物质的多种伪装可能，提出了仅从质量、半径的观测角度寻找中子星内存在夸克物质信号的困难，为未来寻找夸克物质信号提出了新的思考。
论文第一作者为理学院物理系魏薇副教授，我校为第一完成单位，研究受国家自然科学基金青年项目的支持。
审核人：魏薇
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