천문·천체물리
응력이 유카와 결정 내 확산을 가속한다 — 중성자별 지각 크리프의 미시 메커니즘
결정화된 쿨롱(유카와) 플라스마에서 자기확산은 공공-격자간 원자 쌍(프렌켈 쌍)의 열적 활성화 생성과 이동을 통해 진행되는데, 연구진은 분자동역학으로 변형되지 않은 결정에서 밝혀진 아이링 법칙을 변형된 결정으로 확장했다. 전단된 유카와 결정 시뮬레이션 결과, 정적 탄성 변형은 프렌켈 쌍 생성에 참여하는 영역에 추가로 저장된 탄성 에너지 때문에 확산을 지수적으로 증가시키며, 이는 D(ε)=D₀(Γ*)exp[V*σ/k_BT] 형태로 기술된다(σ=½με²은 전단 변형 ε이 저장한 탄성 에너지 밀도, V*는 활성화 부피). 전형적인 천체물리학적 차폐 조건에서는 단일 활성화 부피 N_act = n_iV* ≃ 31로 충분하며 차폐가 강할수록 값이 줄어드는데, 이는 프렌켈 쌍 생성이 진동의 열적 최대점에서 최근접 이웃들의 짧은 협동만을 필요로 함을 시사한다. 응력에 의한 확산 증대는 변형된 중성자별 지각과 결정화 중인 백색왜성 중심부에서 일어나는 크리프의 미시물리적 메커니즘을 제공한다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)