Spin-triplet superfluidity of neutron matter with Skyrme forces in strong magnetic field near Tc

Abstract

A dense homogeneous superfluid pure neutron matter (SPNM) with the effective Skyrme forces (depending on the density n of the neutrons) and with spin-triplet p–wave pairing (similar to ³He-A₁ and ³He-A₂) in a strong uni-form static magnetic field H is studied in the framework of a generalized non-relativistic Fermi-liquid theory. General formulas (valid for arbitrary parameterization of the Skyrme forces) are derived analytically for the phase transition temperatures Tc1,₂ of the neutron matter from normal to superfluid states of ³He-A1 and ³He-A₂ types, respectively. The functions Tc₁,₂(H,n) are linear with respect to H (up to sufficiently high magnetic fields) and are non-monotone functions of density. Figures for (Tc₁(H,n)−Tc₂(H,n))/H are plotted in the range 0.8n₀≤n≤3n₀ (n₀=0.17 fm⁻³ is the saturation density of the symmetric nuclear matter) for selected RATP, SkO’ and Gs parame-terizations of the Skyrme forces which have different power dependences on density. Such phases of dense SPNM may exist in cores of magnetized neutron stars.

У рамках узагальненої нерелятивістської фермі-рідинної теорії вивчається густа однорідна надплинна суто нейтронна матерія (ННМ) з ефективними силами Скірма (що залежать від густини n нейтронів) та зі спін-триплетним p-спарюванням (подібним до ³He-A₁та ³He-A₂) у сильному постійному однорідному магнітному полі H. Аналітично виведені загальні формули (які справедливі для довільної параметризації сил Скірма) для температур фазового переходу Tc₁,₂ нейтронної матерії з нормального в надплинні стани типу ³He-A1 та ³He-A₂, відповідно. Функції Tc₁,₂(H,n) є лінійними по H (включаючи достатньо сильні магнітні поля) та немонотонними функціями густини. Побудовані графіки функції (Tc₁(H,n)−Tc₂(H,n))/H на інтервалі зміни густини 0.8n₀≤n≤3n₀ (n₀=0.17 фм⁻³ — густина насичення симетричної ядерної матерії) для відібраних RATP, SkO’ та Gs параметризацій сил Скірма, які мають різний показник степеневої залежності від густини. Можливо, що такі фази густої ННМ існують у серцевинах намагнічених нейтронних зірок.

В рамках обобщенной нерелятивистской ферми-жидкостной теории изучается плотная однородная сверхтекучая чисто нейтронная материя (СНМ) с эффективными силами Скирма (зависящими от плотности n нейтронов) и с триплетным по спину p-спариванием (подобным ³He-A₁та ³He-A₂) в сильном постоянном однородном магнитном поле H. Аналитически выведены общие формулы (справедливые для произвольной параметризации сил Скирма) для температур фазового перехода Tc₁,₂нейтронной материи из нормального в сверхтекучие состояния типа ³He-A1 та ³He-A₂, соответственно. Функции Tc₁,₂(H,n) являются линейными по H (включая достаточно сильные магнитные поля) и немонотонными функциями плотности. Построены графики функции (Tc₁(H,n)−Tc₂(H,n))/H в интервале изменения плотности 0.8n₀≤n≤3n₀ (n₀=0.17 фм⁻³ — плотность насыщения симметричной ядерной материи) для выбранных RATP, SkO’ и Gs параметризаций сил Скирма, которые имеют разную степенную зависимость от плотности. Такие фазы плотной СНМ могут существовать в сердцевинах намагниченных нейтронных звезд.