Влияние сильного магнитного поля на рождение пар и В-процессы в горячей релятивистской плазме

• Автор: Иванов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 166 c. : ил

ГЛАВА I. РАВНОВЕСИЕ ПО ОТНОШЕНИЮ К ОБРАЗОВАНИЮ ЭЛЕК-ТР0НН0-П03ИТР0ННЫХ ПАР В ПРИСУТСТВИИ КВАН-ТУЩЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
§ I. Влияние квантующего магнитного поля на свойства электронного и позитронного газов
§ 2. Равновесная концентрация электронов и позитронов в присутствии квантующего магнитного поля
§ 3. Термодинамические функции электронного и позитронного газов в присутствии квантующего магнитного поля
Глава II. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ПО £ -ПРОЦЕССАМ В ПРИСУТСТВИИ СИЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
§ 4. Отношение концентраций свободных нейтронов и протонов в состоянии термодинамического равновесия по (3 -процессам в присутствии сильного магнитного, поля
§ 5. Плотность вещества в состоянии термодинамического равновесия по ^ -процессам в присутствии сильного магнитного поля
- 3 -

ГЛАВА. Ш. КИНЕТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ПО jj -ПРОЦЕССАМ

В ПРИСУТСТВИИ СИЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

§ 6. Отношение концентраций свободных нуклонов в

состоянии кинетического равновесия по |> -процессам в присутствии сильного магнитного поля
§ 7. Плотность вещества в состоянии кинетического равновесия по jЪ -процессам в присутствии сильного магнитного поля
§ 8. Оценка времени релаксации кинетического
равновесия j} -процессов в сильном магнитном поле
§ 9. Нейтринное излучение энергии при j3 -взаимодействии электронов и позитронов со свободными нуклонами горячей релятивистской плазмы в присутствии сильного магнитного поля
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ПРИЛОЖЕНИЕ II
ПРИЛОЖЕНИЕ III

В последние годы возник интерес к исследованию влияния сильного магнитного поля на физические процессы, происходящие в плотном веществе. Это связано с необходимостью построения теории, дающей возможность выяснить свойства ряда наблюдаемых астрофизических объектов, обладающих магнитными полями большой напряженности. К таким объектам относятся магнитные белые карлики, нейтронные звезды и квазары.
Согласно современным представлениям, у поверхностей белых карликов магнитное поле достигает напряженности ~ ю6 * ТО9 Гс [1-8] , а у поверхностей нейтронных звезд - пульсаров напряженности ~ ТО10 * ТО13 Гс [б-Гб] и возможно даже ~ 10^ * ТО15 Гс [16-18]. В {19] показано, что дипольный магнитный момент некоторых аккрецирующих нейтронных звезд уи = Н И/2 ( И - напряженность магнитного поля у полюсов
нейтронной звезды, ^ - радиус ее поверхности), возможно, имеет значение ~ Ю33 Гс.см3. Так, например, для ОХ301-2 уч » ю33 Гс.см3, а для 41/1700-38 у* » 6.07.1033 Гс.см3. Считая ^ 10 км, для напряженности магнитного поля на полюсах рентгеновского пульсара 41/1700-38 получаем значение И ~ Ю16 Гс.
Сильные магнитные поля имеются не только у белых карликов и пульсаров, но и у квазаров. Для объяснения особенностей их излучения было высказано предположение, что энергия магнитного поля квазаров соизмерима с гравитационной энергией и энергией вращения [20-2б] . Более того, в ^2з] отмечалось, что во внешних областях квазара ЗС279 плотность энергии магнитного поля заметно превышает плотность энергии покоя вещества.

тывая дополнительно влияние сильного магнитного поля на ^-частицы.
Рассмотрим вещество, состоящее из свободных нуклонов, электронов, позитронов и фотонов в интервале температур
3-1010 К и плотностей 103^ ^ Ю8 г/см3 в присутствии магнитного поля напряженностью 1-| = 10* 5 Гс. Будем предполагать, что по & -процессам осуществляется детальное равновесие. В связи с тем, что в рассматриваемом интервале температур для электронов и позитронов выполняется условие кТ> теС , эти частицы будут релятивистскими. Электроны при высоких плотностях будут еще и вырожденными.
При !-| = ТО15 Гс для невырожденного электронного и позит-ронного газов во всем интервале температур выполняется условие
ЪсО*>.кТ, (4.1)
а для вырожденного электронного газа во всем интервале плотностей
?| 1т ~ ГГе ,(4.2)
где иЗ^= бНДт^ С) ( 1П* - релятивистская масса электрона), £ - релятивистская энергия Ферми электронного
газа. Условия (4.1) и (4.2) для £ - частицы соответствуют квантовому пределу сверхсильного магнитного поля.
Плотность, при которой нуклоны становятся вырожденными, даже при Т = 109 К порядка р ~ ТО11 г/см3, т.е.
нуклоны будут невырожденными и нерелятивистскими (

= ПЧрС/К ~Ю13 К). Квантующим действием магнитного поля на нуклоны при [-| = 10* 5 Гс можно пренебречь, т.к. уже при