Nötron yıldızlarında süperakışkanların özellikleri
Properties of superfluids in neutron stars
Yazar: ERBİL GÜGERCİNOĞLU
Danışman: PROF. DR. M.TÜRKER ÖZKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Nötron yıldızları gözlenebilir evrende en yoğun formda soğuk madde içermektedir. Daha yüksek enerji yoğunluklarına rölativistik ağır iyon çarpışmalarında geçici olarak erişilmektedir, fakat meydana gelen madde aşırı sıcaktır. Nötron yıldızı maddesinin soğuk oluşu bu yıldızların içerisinde çok sayıda maddenin egzotik hâllerinin önerilmesinin sebebidir. Bu maddenin egzotik hâllerinden birtanesi süperakışkanlıktır. Nötron yıldızlarının süperakışkan nötronlardan ve süperiletken protonlardan sıvı bir iç yapıya sahip olduğu fikri yoğun madde fiziğinin çok cisim teorilerinin böyle yoğun sistemlere uygulanmasından gelmektedir.Nötron yıldızlarında nükleonların süperakışkanlığı ve süperiletkenliği bu yıldızların evriminde önemli rol oynar. Tezde bu dinamik özelliklerden üçü göz önüne alınmıştır: İlki sıçrama olarak adlandırılan nötron yıldızlarının ani hızlanmalarıdır. İkincisi nötron yıldızlarının soğuması ya da termal evrimidir. Sonuncusu ise presesyondur. Sıçramalar bir nötron yıldızının süperakışkan bileşenlerinden elektromanyetik radyasyon torkunun etkidiği yavaş dönen kabuğuna açısal momentum transferine atfedilmiştir. Nötron yıldızlarının termal evrimi üç safhaya ayrılır; nötrino emisyonuyla soğuma, foton emisyonu ile soğuma ve muhtemel yeniden ısıtma safhası. Bu safhaların tamamında süperakışkanlığın önemli etkileri vardır. Presesyon ise cismin simetri ekseninin açısal momentum ekseniyle aynı yönlenmediği dönme modudur ve süperakışkanlığın bunun için önemli anlamları vardır.Bu tezde, nötron yıldızlarının süperakışkanlığına ait teorilerle birlikte sıçrama, soğuma ve presesyon olaylarının çalışılması amaçlanmıştır. Ayrıca nötron yıldızların süperakışkanlığı düşüncesi hakkında güncel sorunların bir eleştirisi sunulmuştur ve bir sıçrama istatistiği yapılmıştır. Sıçrama istatistiğinde Vela benzeri pulsarların sıçramalarının ortak özellikleri ele alınarak sıçrama modellerinin bununla uygunluğu araştırılmıştır.

Abstract:
Neutron stars contain the densest form of cold matter observable in the universe. Larger energy densities are transiently reached in relativistic heavy ion collisions, but the resulting matter is extremely hot. It is because neutron star matter is cold that many exotic states of matter have been proposed to exist inside these stars. One of these exotic states of matter is superfluidity. The idea that neutron stars contain a liquid interior of superfluid neutrons and superconducting protons comes from application of many body theory of condensed matter physics to such dense systems.Superfluidity and superconductivity of nucleons in neutron star interiors play important role in the evolution of these stars. In this thesis, three of such dynamical properties are considered: First is the sudden spinups of neutron stars, which are called glitches. Second is cooling of neutron stars or thermal evolution. And the last one is precession. Glitches are attributed to angular momentum transfer from superfluid compenents of a neutron star to slowly rotating crust, which is acted upon electromagnetic radiation torque. Thermal evolution of neutron stars divided into three stages; cooling by neutrino emission, photon emission and possible reheating stages. For all of these stages superfluidity has prominent effects. Precession is a rotational mode, for which body symmetry axis and angular momentum axis are not aligned and superfluidity has implications for it.This thesis aims to study glitch, cooling and precession phenomena with theories for neutron star superfluidity. Also a criticism on current issues about neutron star superfluidity thoughts is presented and a glitch statistics is made. In glitch statistics common properties of glitches of Vela like pulsars are considered and relevance of glitch models for statistics is investigated.