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奇异物质作为一种高密高温物质的存在状态,不仅可能是QCD的真正基态,而且在核天文、宇宙学、以及现代高能重离子碰撞物理等各个方面具有重要应用。1998年,Wilczek等人提出夸克之间的一种配对方式,使夸克发生凝聚,从而形成色超导夸克物质。本文应用夸克质量禁闭模型(CQM)研究色味锁(CFL)奇异物质态方程及其对致密星体结构的影响,以及CFL奇异子(slets)的性质。
首先回顾夸克物质的研究历史和现状,并讨论本文所用的夸克质量禁闭模型。然后应用这一模型研究CFL奇异物质的态方程。我们发现,在同样的模型参数下,CFL机制使夸克物质能量更低。由于所用模型中包含了线性禁闭作用,CFL夸克物质中的声速跟在袋模型中很不相同。
应用得到的CFL奇异物质态方程,我们研究了CFL奇异星的径向质量分布和“质量-半径”关系。我们发现,CFL奇异星的最大质量约为太阳质量的2倍,这比原来袋模型中的1.5倍要大四分之一。
考虑有限体积效应,我们研究了CFL奇异子的性质。对于给定的重子数,除原来的带正电CFL奇异子外,我们发现,决定奇异子状态的方程组还有另外两个新解。这两个新解对应的奇异子中的一个带正电,另外一个几乎电中性。由于新奇异子密度一般比原来奇异子密度低,可能在重粒子碰撞实验中找到的机会更大。