我和我的同事们一直在研究旋转椭球星的引力特性,这个问题自牛顿时代就已经吸引了很多科学家的注意。我们想知道是否可以通过观测微观粒子在星体赤道附近的运动来了解这些星体的基本属性,比如它们的质量、半径和平均密度。这是一个非常有趣且重要的问题。
经过两年的努力,我和我的合作伙伴,中国科学技术大学的一位博士生,我们成功地得到了旋转椭球星在弯曲空间中的狄拉克方程不同的解。在弱引力场近似下,我们发现了八种量子能态,并研究了狄拉克旋量的散射截面和振幅。我们的研究基于一个简化的麦克劳林球模型,选择了一个合适的地理势,然后进行了一系列推导,得出了长波近似下的弯曲空间狄拉克旋量散射振幅。
我们的结果表明,散射截面对星体密度变化非常敏感,与星体密度成正比。这项研究主要集中在建立一个物理模型,并希望将其与未来的观测数据进行比较,以验证和改进我们的理论模型。
这个研究已经发表在《欧洲物理杂志C:场论与粒子物理》上(The European Physical Journal C, 2020, 80:582)。我们的发现可以应用于白矮星、主序星、红巨星、超巨星等各种类型的恒星,只要这些恒星内部由低密度不可压缩流体组成,并且引力场很弱,可以使用牛顿近似来处理。
这项研究把引力的特性与散射截面联系起来,为我们揭开旋转椭球恒星之谜提供了新的方法。