物理與材料科學學院教師童輝博士及其合作者在The Astrophysical Journal上發表論文“Nuclear Matter and Neutron Stars from Relativistic Brueckner–Hartree–Fock Theory”，該論文從真實的核子-核子相互作用出發，利用相對論第一性原理計算研究了核物質與中子星的性質。
中子星是宇宙中最為致密的天體之一，其中心密度可以達到核物質飽和密度的5-10倍。中子星性質的天文觀測對于理解致密核物質狀態方程(EOS)至關重要。理論上，已有許多不同的核多體理論方法被用于研究EOS。其中，基于真實核子-核子相互作用的相對論Brueckner-Hartree-Fock (RBHF)理論可以在不包含三體力的情況下，給出對稱核物質經驗飽和特性的滿意描述。然而，由于RBHF理論計算的復雜性，存在不同的提取單粒子勢的方法，包括僅考慮Dirac空間中正能態的動量無關近似方法、投影方法以及最近發展的完備Dirac空間的RBHF理論。完備Dirac空間的RBHF理論解決了近30年其他近似方法對單粒子勢同位旋依賴性的爭論。本文利用最新的RBHF理論研究了核物質與中子星的性質。研究表明，中子星在密度
= 0.43 fm?3時將發生直接URCA過程，此時質子分數
= 0.13。1.4倍太陽質量中子星的半徑和潮汐形變分別為11.97 km和376。與僅考慮Dirac空間中正能態的近似方法相比，完備Dirac空間的RBHF理論預言了更軟的核物質對稱能，更符合雙中子星并合引力波信號的天文觀測約束。
圖1. RBHF理論給出的中子星潮汐形變隨質量的變化，其中紅色實線表示完備Dirac空間的結果。引力波事件GW170817給出的約束如圖中誤差棒所示。
該工作于2022年5月12日發表于學術期刊The Astrophysical Journal【The Astrophysical Journal, 930: 137 (2022)】。物理與材料科學學院教師童輝博士為論文的第一作者，其他合作者包括重慶大學王鍶博博士和南開大學王宸璨博士。
論文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac65fc
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