Ferromagnetic transition in superdense matter and neutron stars

Summary

The conditions for dense nuclear matter to undergo a ferromagnetic transition are estimated, and shown to be applicable to neutron stars. The relativistic equation of state for interacting hard-core nucleons at T = 0 is developed, and used in integrating the general-relativistic hydrodynamic-equilibrium equation for the Schwarzschild metric. The calculation yields the boundaries between unmagnetized, partially magnetized and fully magnetized nuclear matter in the star, and also the total mass and the radius of the star. The latter two quantities, as functions of central density, are in qualitative agreement with other calculations of the equilibrium properties of a star composed of interacting nuclear matter.

Riassunto

Si valutano le condizioni che permettono alla materia nucleare densa di subire una transizione ferromagnetica, e si dimostra che esse sono applicabili alle stelle di neutroni. Si sviluppa l’equazione relativistica di stato per nucleoni con nocciolo duro interagenti a T = 0, e la si usa per integrare l’equazione generale relativistica di equilibrio idrodinamico per la metrica di Schwarzschild. Il calcolo fornisce i limiti fra materia non magnetizzata, parzialmente magnetizzata e completamente magnetizzata nella stella, ed anche la massa totale ed il raggio della stella. Le ultime due quantità, in quanto funzioni della densità centrale, risultano qualitativamente in accordo con altri calcoli delle proprietà di equilibrio di una stella composta di materia nucleare interagente.

Реэюме

Устанавливаются условия для того, чтобы плотное ядерное вешество претерпевало ферромагнитный переход, и покаэывается, что они применимы к нейтронным эвеэдам. Выводится релятивистское уравнение состояния для вэаимодействуюших нуклонов твердой сердцевины при T=0, которое испольэуется при интегрировании обшего релятивистского гидродинамического уравнения равновесия для метрики Щварцпщльда. Вычисление дает границы между ненамагниченным, частично намагниченным и полностью намагниченным ядерным вешеством в эвеэде, и также полную массу и радиус эвеэды. Последние две величины, как функции центральной плотности, находятся в качественном согласии с другими вычислениями свойств равновесия эвеэды, обраэованной вэаимодействуюшим ядерным вешеством.