Netsu Sokutei, 35 (2), p. 105, (2008)

Review

中性子星内部の高密度核物質の相転移と状態方程式

Phase Transitions and Equation of State of Highly Dense Matter in Neutron Stars

中性子星は,その内部コア領域が通常の原子核よりも数倍大きな密度を持つ高密度核物質になっていると考えられている。そのような高密度物質中には,核子(陽子,中性子),電子に加えて,“ストレンジネス”量子数を持つ中間子やハイペロンが現れる可能性がある。本解説では,通常の中性子星物質から,ストレンジネスを担う最も軽い中間子であるK中間子の凝縮を含む新しい相への相転移について,最近の理論面での進展を概観する。高密度物質中でのK中間子凝縮とハイペロンの共存について考察し,ハイペロンを伴うK中間子凝縮相が,質量?半径の関係といった中性子星の内部構造へ及ぼす影響について議論する。特に,K中間子凝縮とハイペロンからなる自己束縛状態が任意のスケールで存在する可能性が示唆される。
Neutron stars are expected to have highly dense nuclear matter in their inner core region with density several times larger than usual atomic nuclei. In such highly dense matter, mesons and hyperons having the "strangeness" quantum number can appear as well as nucleons (neutrons and protons) and electrons. In this article, we give an overview of recent theoretical developments on phase transitions of normal neutron-star matter to a new phase including condensation of kaons, the lightest mesons having the strangeness. We consider coexistence of kaon condensation and hyperons in highly dense matter and discuss the effects of the kaon-condensed phase in hyperonic matter on the internal structure of neutron stars such as mass-radius relations. In particular, a possible existence of self-bound objects with kaon condensates and hyperons on any scale is suggested.