Relativistic equation of state for supernova

Abstract

A relativistic equation of state covering a wide range of the density (10(exp 5)-10(exp 15.5) g/cu cm), proton fraction (0-0.5), and temperature (0-50 MeV) is provided for simulation studies of the supernova explosion. The relativistic mean field theory with non-linear terms is used in this calculation. The uniform matter and non-uniform matter are treated consistently. So, all the thermodynamic quantities, like energy per particle, pressure, chemical potential, and so on, are very smooth in the whole region. It is amazing to see that the density of phase transition between non-uniform matter and uniform matter depends on proton fraction only weakly, while the density of neutrons dripping out from nuclei depends on proton fraction very strongly at zero temperature.

広範囲の密度(10(exp 5)?10(exp 15.5)g/立方センチメートル)、陽子割合(0?0.5)、および温度(0?50MeV)における相対論的状態方程式を求め、超新星爆発のシミュレーションを検討した。この計算には非線形項を持つ相対論的平均場理論を使った。一様物質と非一様物質を矛盾なく取り扱った。したがって、粒子当たりのエネルギー、圧力、化学ポテンシャルなどの全ての熱力学的量は全領域で非常に滑らかである。一様物質と非一様物質の間での相転移密度は陽子割合に僅かに依存しており、核からこぼれ出る中性子密度は絶対零度で陽子割合に非常に強く依存していることは驚くべきことである。