К теории сверхтекучести плотной нейтронной материи с анизотропным триплетным p-спариванием в сильных магнитных полях

Abstract

Полученные ранее нелинейные интегральные уравнения для компонент параметра порядка (ПП) плотной сверхтекучей нейтронной материи (СНМ) с анизотропным триплетным p-спариванием (подобным ³He-A) и с учетом воздействия магнитного поля и конечной температуры сведены к уравнениям для двух компонент ПП в пределе нулевой температуры. Здесь эти уравнения (которые справедливы для произвольной параметризации эффективного взаимодействия Скирма в нейтронной материи) конкретизированы и решены численно для обобщенной BSk21 параметризации сил Скирма (с дополнительными слагаемыми, зависящими от плотности n) в нейтронной материи. Главным результатом является вычисленное расщепление щели в энергетическом спектре нейтронов в СНМ (нелинейно растущее в умеренно сильном магнитном поле H), которое нелинейным образом зависит от плотности n в предельном случае нулевой температуры. Малая асимметрия (нелинейно возрастающая в магнитном поле) величины расщепления энергетической щели также получена для умеренно сильных полей, изменяющихся в интервале значений 10¹⁶ Гс ≤ H ≤ 10¹⁷ Гс. Фазовые переходы в нейтронной материи в сверхтекучие состояния такого типа и столь сильные магнитные поля могут возникать (и существовать) при субъядерных и сверхъядерных плотностях, как и в нейтронной жидкости внешней части ядра (сердцевины) магнетаров (сильно намагниченных нейтронных звезд).

Отримані раніше нелінійні інтегральні рівняння для компонент параметра порядку (ПП) густої надплинної нейтронної матерії (ННМ) з анізотропним триплетним p-спарюванням (подібним до ³He-A) і з урахуванням впливу магнітного поля та скінченної температури зведено до рівнянь для двох компонент ПП у випадку нульової температури. Тут ці рівняння (що правдиві для довільної параметризації ефективної взаємодії Скірма в нейтронній матерії) конкретизовано та розв’язано числовим методом для узагальненої BSk21 параметризації сил Скірма (з додатковими доданками, що залежать від густини n) у нейтронній матерії. Головним результатом є обчислене розщеплення щілини в енергетичному спектрі нейтронів в ННМ (нелінійно зростаюче у помірно сильному магнітному полі H), яке нелінійним чином залежить від густини n у граничному випадку нульової температури. Малу асиметрію (нелінійно зростаючу у магнітному полі) розщеплення енергетичної щілини також отримано для помірно сильних полів, що змінюються в інтервалі значень 10¹⁶ Гс ≤ H ≤ 10¹⁷ Гс. Фазові переходи в нейтронній матерії у надплинні стани такого типу та настільки сильні магнітні поля можуть виникати (та існувати) при суб’ядерних та над’ядерних густинах, як і у нейтронній рідині зовнішньої частини ядра (серцевини) магнетарів (сильно намагнічених нейтронних зірок).

The previously derived nonlinear integral equations for the components of the order parameter (OP) of dense superfluid neutron matter (SNM) with anisotropic spin-triplet p-wave pairing (similar to ³He-A) and with taking into account the effects of magnetic field and finite temperatures are reduced here to the equations for the two components of OP in the limit of zero temperature. These equations (which are valid for arbitrary parametrization of the effective Skyrme interaction in neutron matter) are specified and solved numerically for the generalized BSk21 parametrization of the effective Skyrme forces (with additional terms dependent on density n) in neutron matter. As the main result the splitting (nonlinearly growing due to the effect of moderately strong magnetic field H) of the energy gap (in the energy spectrum of neutrons in SNM) is calculated as nonlinear function of density n in the limiting case of zero temperature. A small asymmetry (nonlinearly growing with magnetic field) of the energy gap splitting is also obtained in the range of moderately strong magnetic fields 10¹⁶ G ≤ H ≤ 10¹⁷ G. Phase transitions in neutron matter to superfluid states of such type and so strong magnetic fields might occur (and exist) at subnuclear and supranuclear densities as in liquid outer core of magnetars (strongly magnetized neutron stars).