RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2021

 / 

Май

←  →

Методические заметки


Газ свободных электронов и равновесие электрон-позитронных пар в магнитном поле

†  а, б, в, ‡  а, г
а Институт космических исследований РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация
б Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Каширское шоссе 31, Москва, 115409, Российская Федерация
в Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация
г Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация

Термодинамические свойства электронного газ в экстремальных условиях высоких температуры, плотности материи и/или сильных магнитных полей во многом определяют поведение вещества во внешних слоях нейтронных звёзд, а также в аккреционных колонках замагниченных нейтронных звёзд в двойных системах. В перечисленных объектах при наличии сильного магнитного поля важной чертой является существенно квантовый характер движения электронов поперёк него, а также возможные вырождение и релятивизм электронного газа. При исследовании аккреции на магнитар в двойной системе необходимо также учитывать рождение большого количества электрон-позитронных пар в квантующем магнитном поле. Детально рассмотрены термодинамические свойства газа невзаимодействующих электронов в сильных магнитных полях с учётом их релятивизма и вырождения, а также равновесное рождение электрон-позитронных пар в высокотемпературной плазме при наличии квантующего магнитного поля.

Текст pdf (867 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.08.038827
Ключевые слова: ферми-газ, магнитное поле, уровни Ландау, электрон-позитронные пары, нейтронная звезда
PACS: 05.30.Fk, 71.70.Di, 97.60.Jd (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.08.038827
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/5/e/
000691278700005
2-s2.0-85112600467
2021PhyU...64..515B
Цитата: Бисноватый-Коган Г С, Кондратьев И А "Газ свободных электронов и равновесие электрон-позитронных пар в магнитном поле" УФН 191 543–557 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 1 мая 2020, доработана: 12 августа 2020, 21 августа 2020

English citation: Bisnovatyi-Kogan G S, Kondratyev I A “Free electron gas and electron—positron pair equilibrium in a magnetic field” Phys. Usp. 64 515–528 (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2020.08.038827

Список литературы (99) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Uhlenbeck G E, Goudsmit S Nature 117 264 (1926)
  2. Pauli W Z. Phys. 31 765 (1925)
  3. Fermi E Rendiconti Lincei 3 145 (1926); Пер. на англ. яз., Fermi E "On the quantization of the monoatomic ideal gas" cond-mat/9912229, (Translated by Zannoni A)
  4. Dirac P A M Proc. R. Soc. Lond. A 112 661 (1926)
  5. Sommerfeld A Naturwissenschaften 15 825 (1927)
  6. Bose Z. Phys. 26 178 (1924)
  7. Einstein A Sitzungsber. Preuß. Akad. Wiss. Phys.-Math. Kl. 261-267 (1924)
  8. Pauli W Phys. Rev. 58 716 (1940)
  9. Fowler R H Mon. Not. R. Astron. Soc. 87 114 (1926)
  10. Frenkel J Z. Phys. 50 234 (1928)
  11. Stoner E C Philos. Mag. 9 944 (1930)
  12. Thomas E G Philos. Mag. 91 3416 (2011)
  13. Chandrasekhar S Philos. Mag. 11 592 (1931)
  14. Chandrasekhar S Astrophys. J. 74 81 (1931)
  15. Landau L D Phys. Z. Sowjetunion 1 285 (1932); Пер. на русск. яз., Ландау Л Д Собрание трудов Т. 1 (М.: Наука, 1969) с. 86
  16. Яковлев Д Г УФН 164 653 (1994); Yakovlev D G Phys. Usp. 37 609 (1994)
  17. Bohr N Collected Works Vol. 1 (Ed. J R Nielsen) (Amsterdam: North-Holland, 1972) p. 163, 165-393
  18. van Leeuwen H-J J. Phys. Radium. 2 (12) 361 (1921)
  19. Pauli W (Jr.) Z. Phys. 43 601 (1927)
  20. Pauli W (Jr.) Z. Phys. 41 81 (1927)
  21. Landau L D Z. Phys. 64 629 (1930); Пер. на русск. яз., Ландау Л Д Собрание трудов Т. 1 (М.: Наука, 1969) с. 47
  22. Румер Ю Б ЖЭТФ 18 1082 (1948)
  23. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Статистическая физика Т. 1 (М.: Наука, 1976); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Statistical Physics Vol. 1 (Oxford: Pergamon Press, 1980)
  24. de Haas W J, van Alphen P M Commun. Phys. Lab. Univ. Leiden (208d) (1930); de Haas W J, van Alphen P M Commun. Phys. Lab. Univ. Leiden (212a) (1930)
  25. Schubnikow L, de Haas W J Proc. R. Netherlands Acad. Arts Sci. 33 130 (1930)
  26. Брандт Н Б, Чудинов С М УФН 137 479 (1982); Brandt N B, Chudinov S M Sov. Phys. Usp. 25 518 (1982)
  27. Шульман Г А Изв. вузов. Физика (10) 24 (1974); Shul'man G A Sov. Phys. J. 17 1355 (1974)
  28. Potekhin A Y Astron. Astrophys. 306 999 (1996)
  29. Koester D, Chanmugam G Rep. Prog. Phys. 53 837 (1990)
  30. Ostriker J P, Hartwick F D A Astrophys. J. 153 797 (1968)
  31. Bera P, Bhattacharya D Mon. Not. R. Astron. Soc. 445 3951 (2014)
  32. Ferrario L, de Martino D, Gänsicke B T Space Sci. Rev. 191 111 (2015)
  33. Howell D A et al Nature 443 308 (2006)
  34. Hewish A et al Nature 217 709 (1968)
  35. Giacconi R et al Astrophys. J. 67 (1971)
  36. Бисноватый-Коган Г С Физические вопросы теории звездной эволюции (М.: Наука, 1989); Пер. на англ. яз., Bisnovatyi-Kogan G S Stellar Physics Vol. 1 Fundamental Concepts and Stellar Equilibrium (Berlin: Springer, 2001)
  37. Зельдович Я Б, Новиков И Д Релятивистская астрофизика (М.: Наука, 1967); Пер. на англ. яз., Zeldovich Ya B, Novikov I D Relativistic Astrophysics Vol. 1 Stars and Relativity (Chicago, Ill.: Univ. of Chicago Press, 1971)
  38. Ostriker J P, Gunn J E Astrophys. J. 157 1395 (1969)
  39. Гинзбург В Л УФН 103 393 (1971); Ginzburg V L Sov. Phys. Usp. 14 83 (1971)
  40. Duncan R C, Thompson C Astrophys. J. Lett. 392 L9 (1992)
  41. Mazets E P et al Nature 282 587 (1979)
  42. Мазец Е П, Голенецкий С В, Гурьянов Я А Письма в Астрон. журн. 5 641 (1979); Mazets E P, Golenetskii S V, Gur'yan Ya A Sov. Astron. Lett. 5 343 (1979)
  43. Kouveliotou C et al Astrophys. J. 510 L115 (1999)
  44. Bisnovatyi-Kogan G S Young Neutron Stars with Soft Gamma Ray Emission, and Anomalous X-Ray Pulsars (Handbook of Supernovae, Eds A Alsabti, P Murdin) (Berlin: Springer, 2017) p. 1401
  45. Canuto V, Chiu H-Y Phys. Rev. 173 1210 (1968)
  46. Canuto V, Chiu H-Y Phys. Rev. 173 1220 (1968)
  47. Canuto V, Chiu H-Y Phys. Rev. 173 1229 (1968)
  48. Canuto V, Chiu H Y, Fassio-Canuto L Astrophys. Space Sci. 3 258 (1969)
  49. Canuto V, Ventura J Fundamentals Cosmic Phys. 2 203 (1977)
  50. Blandford R D, Hernquist L J. Phys. C 15 6233 (1982)
  51. Abrahams A M, Shapiro S L Astrophys. J. 374 652 (1991)
  52. Lai D, Shapiro S L Astrophys. J. 383 745 (1991)
  53. Lai D Rev. Mod. Phys. 73 629 (2001)
  54. Шульман Г А Изв. вузов. Физика (9) 3 (1993); Shul'man G A Russ. Phys. J. 36 809 (1993)
  55. Шульман Г А Изв. вузов. Физика (1) 102 (1994); Shul'man G A Russ. Phys. J. 37 91 (1994)
  56. Broderick A, Prakash M, Lattimer J M Astrophys. J. 537 351 (2000)
  57. Ferrer E J et al Phys. Rev. C 82 065802 (2010)
  58. Strickland M, Dexheimer V, Menezes D P Phys. Rev. D 86 125032 (2012)
  59. Duncan R C AIP Conf. Proc. 526 830 (2000)
  60. Chandrasekhar S, Fermi E Astrophys. J. 118 116 (1953)
  61. Бисноватый-Коган Г С, Зельдович Я Б, Сюняев Р А Астрон. журн. 48 (1) 24 (1971); Bisnovatyi-Kogan G S, Zel'dovich, Ya B, Syunyaev R A Sov. Astron. 15 17 (1971)
  62. Svensson R Astrophys. J. 258 335 (1982)
  63. Ruffini R, Vereshchagin G, Xue S-S Phys. Rep. 487 1 (2010)
  64. Пинаева Г В Астрон. журн. 41 25 (1964); Pinaeva G V Sov. Astron. 8 17 (1964)
  65. Имшенник В С, Надежин Д К Астрон. журн. 42 1154 (1965); Imshennik V S, Nadezhin D K Sov. Astron. 9 896 (1966)
  66. Бисноватый-Коган Г С, Каждан Я М Астрон. журн. 43 761 (1966); Bisnovatyi-Kogan G S, Kazhdan Ya M Sov. Astron. 10 604 (1967)
  67. Надежин Д К Научные информации (32) 3 (1974)
  68. Надежин Д К Научные информации (33) 117 (1974)
  69. Blinnikov S I, Dunina-Barkovskaya N V, Nadyozhin D K Astrophys. J. Suppl. 106 171 (1996)
  70. Heisenberg W, Euler H Z. Phys. 98 714 (1936)
  71. Иванов M A, Шульман Г А Изв. вузов. Физика (9) 122 (1977); Ivanov M A, Shul'man G A Sov. Phys. J. 20 1220 (1977)
  72. Иванов M A, Шульман Г А Изв. вузов. Физика (3) 60 (1978); Ivanov M A, Shul'man G A Sov. Phys. J. 21 317 (1978)
  73. Шульман Г А, Секержитский В С Астрофизика 13 165 (1977); Shul'man G A, Sekerzhitskii V S Astrophysics 13 84 (1977)
  74. Вшивцев А С и др Астрон. журн. 66 489 (1989); Vshivtsev A S et al Sov. Astron. 33 249 (1989)
  75. Багров В Г Теория излучения релятивистских частиц (Под ред. В А Бордовицына) (М.: Физматлит, 2002) с. 156
  76. Митрофанов И Г, Позаненко А С ЖЭТФ 93 1951 (1987); Mitrofanov I G, Pozanenko A S Sov. Phys. JETP 66 1112 (1987)
  77. Берестецкий В Б, Лифшиц Е М, Питаевский Л П Квантовая электродинамика (М.: Физматлит, 2001); Пер. на англ. яз., Berestetskii V B, Lifshitz E M, Pitaevskii L P Quantum Electrodynamics (Oxford: Pergamon Press, 1982)
  78. Kaminker A D et al Phys. Rev. D 46 3256 (1992)
  79. Каминкер А Д, Яковлев Д Г ЖЭТФ 103 438 (1993); Kaminker A D, Yakovlev D G J. Exp. Theor. Phys. 76 229 (1993)
  80. Van Riper K A Astrophys. J. 329 339 (1988)
  81. Harding A K, Lai D Rep. Prog. Phys. 69 2631 (2006)
  82. Mushtukov A A, Ognev I S, Nagirner D I Mon. Not. R. Astron. Soc. 485 L131 (2019)
  83. Patruno A et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 370 L6 (2006)
  84. Begelman M C Astrophys. J. 568 L97 (2002)
  85. Podsiadlowski Ph, Rappaport S, Han Z Mon. Not. R. Astron. Soc. 341 385 (2003)
  86. Fabrika S, Vinokurov A, Atapin K Proc. of the Fourteenth Marcel Grossmann Meeting On Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics, and Relativistic Field Theories, 12-18 July 2015, Rome, Italy (Eds M Bianchi, R T Jansen, R Ruffini) (Singapore: World Scientific, 2018) p. 1023
  87. Bachetti M et al Nature 514 202 (2014)
  88. Carpano S, Jin C Mon. Not. R. Astron. Soc. 477 3178 (2018)
  89. Бисноватый-Коган Г С, Фридман А М Астрон. журн. 46 721 (1969); Bisnovatyi-Kogan G S, Fridman A M Sov. Astron. 13 566 (1970)
  90. Basko M M, Sunyaev R A Mon. Not. R. Astron. Soc. 175 395 (1976)
  91. Fowler W A, Hoyle F Astrophys. J. Suppl. 9 201 (1964)
  92. Kubo R Statistical Mechanics, an Advanced Course with Problems and Solutions (Amsterdam: North-Holland, 1965)
  93. Hakim R Introduction to Relativistic Statistical Mechanics: Classical and Quantum (Hackensack, NJ: World Scientific, 2011)
  94. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика. Нерелятивистская теория (М.: Физматлит, 1963); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory (Oxford: Pergamon Press, 1965)
  95. Соколов А А, Тернов И М Релятивистский электрон (М.: Наука, 1983); Пер. на англ. яз., Sokolov A A, Ternov I M Radiation from Relativistic Electrons (New York: American Institute of Physics, 1986)
  96. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Теория поля (М.: Наука, 1967); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M The Classical Theory of Fields (Oxford: Pergamon Press, 1971)
  97. Градштейн И С, Рыжик И М Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений (М.: Физматгиз, 1963); Пер. на англ. яз., Gradshteyn I S, Ryzhik I M Table of Integrals, Series, and Products (New York: Academic Press, 1965)
  98. Wang Y-M, Frank J Astron. Astrophys. 93 255 (1981)
  99. Mushtukov A A et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 454 2539 (2015)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение