Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Տարօրինակ քվարկային նյութի առկայությունը գերխիտ երկնային մարմիններում

Շահինյան, Հասմիկ Աշոտի (2016) Տարօրինակ քվարկային նյութի առկայությունը գերխիտ երկնային մարմիններում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (17Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (595Kb) | Preview

      Abstract

      В настоящее время основной моделью, описывающей историю и судьбу Вселенной, является модель Большого взрыва. Она была создана в 40-х гг. прошлого века, благодаря работам Г.Гамова и его сотрудников Р.Алфера и Р.Хермана [1], изучавших возможность рождения элементов во Вселенной. Они первыми осознали, что эта возможность могла быть реализована лишь в очень горячей и плотной Вселенной, на самом раннем этапе своего развития. Совмещение этих идей с наблюдательными данными Э.Хаббла (они появились еще в 1929г.) и теоретическими работами А.Фридмана (1922-1924) [2] и Дж.Леметра (1927) [3] привело к рождению модели Большого взрыва. Согласно концепции Большого взрыва в далеком прошлом (в соответствии с современными данными около 14 млрд. лет назад) вещество Вселенной было сконцентрировано в очень малом объёме и имело экстремально высокую плотность, температуру и давление. Происходило стремительное расширение Вселенной, сопровождавшееся ее охлаждением и уменьшением давления. 30-ые и 40-ые годы были особенные и для ряда теоретических исследований о возможном существовании сверхплотных небесных тел: так называемых сверхплотных звезд. Такие объекты имеют центральные плотности порядка ядерной. Пионерами данного направления были Ландау [4], Бааде и Цвики [5], Оппенгеймер и его сотрудники [6]. В Армении теоретические исследования сверхплотной материи начались в шестидесятые годы, еще до открытия пульсаров и во многом стимулировались космогоническими идеями академика Виктора Амбарцумяна. Наблюдательное открытие компактных источников рентгеновского излучения и пульсаров, сделало физику сверхплотных небесных тел актуальной в современной теоретической физике и астрофизике. Экстремальные физические условия в сверхплотных небесных телах делают их уникальными естественными лабораториями, которые представляют обширный материал для исследования физики элементарных частиц, ядерных взаимодействий, а также и теории гравитации. Исследованию сверхплотных звезд посвящены многочисленные ценные монографии, такие как работы Зельдовича и Новикова [7], Саакяна [8], [9], Шапиро [10]. Внимание на тот факт, что вырожденная ядерная плазма, кроме нейтронов и небольшого количества протонов и электронов может содержать также странные барионы – гипероны, впервые было обращено в работах Амбарцумяна и Саакяна [11]. В работах Саакяна и Вартаняна [12], [13] было показано, что учет ядерного взаимодействия понижает пороги стабильности гиперонов, делая возможным их существование в недрах массивных устойчивых нейтронных звезд. По этой причине правильнее их называть барионными звездами. Ատենախոսությունը նվիրված է տարօրինակ քվարկային նյութից բաղկացած գերխիտ երկնային մարմինների՝ տարօրինակ աստղերի հետազոտությանը: Ատենախոսական աշխատանքում պարկի մոդելի շրջանակներում ուսումնասիրվել է տարօրինակ քվարկային նյութը, որում անցումը տարօրինակ քվարկային վիճակի տեղի է ունենում ատոմներում միջուկային խտության կրկնակիին չգերազանցող խտությունների դեպքում, ինչը շատ ավելի փոքր է առավելագույն զանգվածով նեյտրոնային աստղերի էներգիայի կենտրոնական խտությունից։ Դրա շնորհիվ հավասարակշռական գերխիտ կոնֆիգուրացիաների M զանգվածի՝ էներգիայի կենտրոնական Pc խտությունից կախվածության կորի վրա (M(Pc)-կոր) փոքր զանգվածով նեյտրոնային աստղերը և տարօրինակ քվարկային նյութից կազմված կոնֆիգուրացիաները ձևավորում են մեկ ընտանիք։ Որոշված են այդ հաստատունների համախմբերը, որոնց օգտագործումը տարօրինակ քվարկային նյութի վիճակի հավասարման մեջ բերում է հավասարակշիռ կոնֆիգուրացիաների առավելագույն զանգվածներին, որոնք մեծ են վերջերս ճշգրիտ չափված կրկնակի PSR J0348+0432 ռադիոպուլսարի զանգվածից. Mmax > 2.01M ։ Այդ կոնֆիգուրացիաների համար կախված էներգիայի կենտրոնական խտությունից՝ P c‚ հաշվարկված են զանգվածը, շառավիղը, բարիոնների ընդհանուր թիվը և տարօրինակ աստղի մակերևույթից կարմիր շեղումը։ Mmax > 2.01M պայմանի դեպքում յուրաքանչյուր խմբի համար հաշվարկված են նաև վերոհիշյալ ինտեգրալ պարամետրերի արժեքները այնպիսի գերխիտ կոնֆիգուրացիաների համար, որոնց զանգվածները հավասար են 2.01,1.97 и 1.44 արևի զանգված և, որոնք մեծ ճշտությամբ որոշված են դիտումների արդյունքում։ Պարզվում է, որ համաձայն ստացված վիճակի հավասարումների, բոլոր երեք հնարավորինս ճշգրիտ չափված զանգվածներով պուլսարները կարող են հանդիսանալ տարօրինակ աստղերի հնարավոր թեկնածուներ։ Եթե հետագայում այս կոնֆիգուրացիաների համար մեծ ճշտությամբ, բացի զանգվածից, հաջողվի որոշել նաև այլ ինտեգրալ պարամետր (օրինակ, շառավիղը կամ կարմիր շեղումը), ապա համեմատելով տեսական հաշվարկների արդյունքների հետ, կարելի է ընտրել բնության մեջ իրականացվող վիճակի հավասարման տեսքը։ Պարկի մոդելի շրջանակներում ֆենոմենոլոգիական αc և ms հաստատունների տարբեր արժեքների համար տարօրինակ քվարկային նյութի համար որոշվել են վիճակի հավասարումները, երբ վակուումի ճնշումը կախված է բարիոնների կոնցենտրացիայից՝ B(n) ։ Ցույց է տրված, որ այդ դեպքում իրականանում են ինչպես տարօրինակ աստղեր, այնպես էլ տարօրինակ քվարկային կորիզով նեյտրոնային աստղեր (հիբրիդային աստղեր)։ Ընդ որում այս դեպքում տարօրինակ աստղերի զանգվածները չեն գերազանցում 1.9M -ը: The dissertation work is dedicated to the study of superdense celestial objects – strange stars consisted of strange quark matter. In the dissertation work strange quark matter (SQM) has been studied using a bag model in which the transition to strange quark matter state takes place at energy densities of no more than twice the density in atomic nuclei, which is much lower than the central energy density of maximally massive neutron stars. Due to this fact neutron stars with low mass and configurations consisted of strange quark matter form one family on the dependence curve of M mass of equilibrium superdense configurations on energy central Pc density (M(Pc)-curve). The groups of values of these constants were determined the use of which in the equation of state of strange quark matter leads to maximal masses of equilibrium configurations that are heavier than the mass of PSR J0348+0432 pulsar recently measured with high precision Mmax > 2.01M. For these configurations depending on central energy density P c‚ the mass, radius, total number of baryons and red shift from strange star surface were measured. In the case of Mmax > 2.01M‚ for each group the values of above mentioned integral parameters were calculated for such superdense configurations the masses of which are equal to 2.01,1.97 and 1.44 sun mass and that are precisely determined in the results of observations. It was revealed that according to obtained equations of state all three possibly precisely measured pulsars may be probable candidates for strange stars. If further it becomes possible to determine another integral parameter for these configurations besides the mass with high precision (for instance radius or red shift), there will be a chance to choose a form of the equation of state that exists in nature by comparing with theoretical calculations. նIn the framework of bag model for different values of phenomenological αc and ms constants the equations of state of strange quark matter were determined when the pressure of vacuum depends on concentration of baryons B(n). It was shown that in this case both strange stars and neutron stars with strange quark core (hybrid stars) are realized. Moreover, in this case the masses of strange stars do not exceed 1.9M.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Տարօրինակ քվարկային նյութի առկայությունը գերխիտ երկնային մարմիններում: Presence of strange quark matter in superdense celestial objects.
      Uncontrolled Keywords: Շահինյան Հասմիկ Աշոտի, Shahinyan Hasmik
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 25 Oct 2016 10:59
      Last Modified: 25 Oct 2016 10:59
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3677

      Actions (login required)

      View Item