近日,空间科学与物理学院核物理交叉科学研究中心张乃波博士后与其合作者,从核物理的基本理论出发,构建了一种描述中子星性质的参数化状态方程,并结合地面核物理实验数据和中子星天文观测数据,特别是最近双中子星并合引力波事件的观测数据,提取了对核物质状态方程及对称能的限制。该工作以“Extracting nuclear symmetry energies at high densities from observations of neutron stars and gravitational waves”为题发表在最新一期的The European Physical Journal A杂志(DOI:10.1140/epja/i2019-12700-0),并被遴选为当期封面。
张乃波自2012年起在空间科学与物理学院读研究生,由亓斌教授、王守宇教授和夏利东教授共同指导,并于2018年5月获得山东大学理学博士后学位。攻读博士学位期间,受国家留学基金委员会资助以联合培养博士后生的身份赴美国Texas A&M University-Commerce访问一年,师从Bao-An Li教授,现为空间科学与物理学院博士后,导师为王守宇教授与高军教授。2018年6月,由于在中子星状态方程方面的突出工作,张乃波获得亚洲核物理联合会颁发的青年科学家奖。
2017年LIGO与Virgo合作组首次探测到了双中子星并合引力波事件,开启了多信使天文学纪元。中子星是自然界中极其罕见的、集四大基本相互作用于一身的致密天体,是连接核物理与天文学等学科的桥梁,其本身就是一个多学科交叉研究的天然实验室,具有极高的科学研究价值。中子星的研究需要在各学科之间交叉进行:通过天文观测数据约束中子星物质组成与致密核物质状态方程;基于获得的状态方程和微观核物理理论,反过来给出中子星基本性质和演化过程的理论预言,并激发进一步的天文观测。
张乃波博士后所在核物理与核天体课题组始于2007年,由王守宇教授建立并领导,课题组采用多导师联合指导研究生的模式,重视国际交流,并积极推动交叉科学研究。课题组从2013年起开始进行核物理与天体物理交叉的核天体物理研究,研究内容主要包括:中子星的转动性质、探索区分不同种类致密星的判据、中子星冷却、约束核物质状态方程与对称能、双中子星并合引力波等。目前课题组已发表核物理与天体物理交叉的SCI文章9篇。

图:最新一期EPJA封面