Aplicação do modelo de Thomas-Fermi estendido à matéria de prótons, nêutrons e elétrons (npe)

Abstract

Calculamos neste trabalho propriedades das fases exóticas da matéria npe conhecidas como "pasta", que são encontradas na crosta das estrelas de nêutrons, partindo do modelo de Walecka não-linear com a parametrização NL3. Desenvolvemos um algoritmo para realizar o cálculo numérico incluindo termos de segunda ordem nas expansões das densidades e da energia, isto é, utilizando a aproximação de Thomas-Fermi estendida. Limitamo-nos ao estudo das fases com geometrias tridimensionais a temperatura zero, e obtivemos para esses casos a configuração preferencial (estado fundamental) para diferentes densidades, assim como a região de transição entre a pasta e a fase homogênea, mostrando uma dependência desta com a fração de prótons.

In this work, we have calculated properties of exotic phases of npe matter known as \pasta", which are found on the crust of neutron stars, starting from the non-linear Walecka model with the NL3 parametrization. We have developed an algorithm to perform the numerical calculation including second-order terms in the expansions of the densities and energy, that is, using the extended Thomas-Fermi approximation. We have limited ourselves to the study of phases with three-dimensional geometry at zero temperature, and have obtained for those cases the preferential (ground-state) configuration for different densities, as well as the transition region between the pasta and the homogeneous phase, showing its dependence with the proton fraction.