Um estudo de estrelas de nêutrons utilizando o modelo relativístico Sigma-Ômega

A Study of Neutron Stars Using the Relativistic Sigma-Omega Model

Borges, Wellington Martins; Spalenza, Wesley

Artigo:

Este trabalho apresenta um estudo teórico sobre as propriedades da matéria nuclear, visando descrever a estrutura de estrelas de nêutrons com base no modelo relativístico de campo médio Sigma-Ômega, proposto por John Dirk Walecka na década de 1970. Essas estrelas, objetos compactos de alta densidade, possuem uma composição rica em partículas como nêutrons, prótons, elétrons e partículas mediadoras de interação. O modelo de Walecka é formulado a partir de uma lagrangiana que descreve as interações entre núcleons, mediadas pelos campos mesônicos sigma (escalar) e ômega (vetorial). Por meio das equações de movimento obtidas a partir do formalismo de Euler-Lagrange, aplica-se a aproximação de campo médio para simplificar o sistema, resultando em expressões que relacionam os campos com as densidades do sistema. Utilizando o tensor energia-momento, derivam-se as equações de estado da pressão e da densidade de energia, que são resolvidas numericamente. Os resultados obtidos são então aplicados às equações de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV), permitindo analisar a relação massa-raio e o comportamento estrutural desse tipo de objeto astrofísico.

This work presents a theoretical study on the properties of nuclear matter aimed at describing the structure of neutron stars using the relativistic mean-field Sigma-Omega model, proposed by John Dirk Walecka in the 1970s. These compact objects exhibit extremely high densities and a complex composition of particles such as neutrons, protons, electrons, and interaction-mediating particles. Walecka’s model is based on a Lagrangian formulation that describes interactions among nucleons, mediated by the mesonic fields sigma (scalar) and omega (vector). From the equations of motion derived via the Euler-Lagrange formalism, the mean-field approximation is applied to simplify the system, resulting in expressions that relate the fields to the system’s densities. Using the energy-momentum tensor, the equations of state for pressure and energy density are obtained and solved numerically. The results are then applied to the Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) equations to analyze the mass-radius relation and the structural behavior of such astrophysical objects.

Palavras-chave: - -

DOI: 10.5151/xvecfa-2025003

Referências bibliográficas

• [1] Aqui estão as referências bibliográficas extraídas do print, já formatadas e **sem a numeração**:
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Como citar:

Borges, Wellington Martins; Spalenza, Wesley; "Um estudo de estrelas de nêutrons utilizando o modelo relativístico Sigma-Ômega", p-9-13. In: Anais do XV Encontro Científico de Física Aplicada. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 23582359, DOI 10.5151/xvecfa-2025003