强磁场下Landau能级是量子化的.PPT

超强磁场下电子气体性质和磁星的X-射线光度 问题 1)大多数中子星观测到的1011-1013高斯的强磁场 的物理原因? 2) 磁星(1014-1015 gauss)的物理本质? 3) 磁星高X-射线光度? 我们已有的工作背景 我们计算发现: 中子星观测到的1011-1013高斯的强磁场实质上来源于中子星内超相对论强简并电子气体 的Pauli顺磁磁矩产生的诱导磁场。 Landau quantization Landau柱面 The overwhelming majority of neutrons congregates in the lowest levels n=0 or n=1, when 主要思路 在磁场下的Landau理论（非相对论） 求解在磁场下非相对论Schr?dinger方程的结论: Landau Lifshitz , Quantum Mechanism §112 (pp. 458-460 )： 1）在均匀磁场下自由电子的能量为(Landau能级)： 在强磁场下Landau能级能量的相对论表达式 遇到的困难 统计权重（关于微观状态数目）问题 在非相对论的Landau理论中，沿磁场方向动量在 pz ? pz+dpz 间 隔内、单位体积内电子气体可能的微观状态数目为: 错误推论及其原因 按照Pauli不相容原理, 在完全简并的电子气体内,单位体积内电子可能的微观状态数目就等于电子的数密度 教科书中方法 在某些统计物理教科书中,采用如下 方法来计算统计权重:在沿磁场方 向动量在 pz ?pz+dpz 间隔内、单 位体积内电子气体可能的微观状 态数目为 我们的处理方法 统计权重 我们不清楚g(n) 随 能级量子数n的具体表达式。作为初步探讨, 我们采用一种唯象模型,假定 总的能级占有状态数目 超强磁场下单位体积内电子的能级状态总数量 Principle of Pauli’s incompatibility Pauli 不相容原理: The total number states ( per unite volume) occupied by the electrons in the complete degenerate electron gas should be equal to the number density of the electrons. 电子的Fermi能同磁场的关系 几种简单模型 我们讨论三种简单模型:1)α= 0 ; 2)α= 0.5 ; 3) α= 1.0 电子的Fermi能同磁场的关系(α=0) 2)模型: α= 0.5 电子的Fermi能同磁场的关系(α=0.5) 2)模型: α= 1.0. 电子的Fermi能同磁场的关系(α=1.0) 释放的总热能 3P2 Cooper 对崩溃瓦解后, 平均每个出射中子的能量为 磁星的活动性持续时间 AXPs 的 x – 光度 Phase Oscillation Afterwards, Questions? Detail process: The rate of the process V正在进行的深入研究 3. 磁星Flare与Burst的活动性 1)彭秋和(2010):中子星内3P2中子超流涡旋的磁偶极辐射的加热机制与3P2中子超流体A相-B相震荡触发脉冲星的Glitch 2)内部超流体带动中子星壳层物质突然加快引起物质较差自转、导致磁力线扭曲和磁重联将磁能释放转化为突然能量释放引起磁星Flare与Burst的活动性(正在构思的探讨中) 中子星(脉冲星)的主要疑难问题 1)高速中子星的物理原因?(2003) 2)中子星强磁场(1011-13 gauss)的起源?(2006) 3) 磁星(1014-15 gauss)及其活动性的物理本质?(2009-2010) 4)年轻脉冲星周期突变(Glitch)现象的物理本质?(2010) 5)缺脉冲(Null-pulse)和Some times pulsars现象 6)低质量X-双星(LMXB)内的中子星磁场很低; 高质量X-双星(HMXB)内的中子星磁场很强。为什么? 7)毫秒脉冲星重要特性: 低磁场, 无Glitch, 空间速度不高, 物理原因? 我们的目标: 统一解释的脉冲星的主要观测现象 8) 脉冲星射电 (X-ray, ?-ray)辐射机制? 辐射产生区域? 9)是否存在(裸)奇异(夸克)星? 谢谢大家 * 彭秋和 (南京大学天文系) 4) 磁星的活动性 :x-射线耀斑(Flare ); x-射线短爆发 (Burst)? (短时标) 中子反常磁矩 电