SUPERDENSE NEUTRON MATTER WITH SPIN-2 INTERACTION

Résumé
Nous présentons une théorie relativiste de la matière à haute densité qui prend en compte l'intéraction à courte protée due à l'échange de mesons de spin-2. On en déduit une équation d'état qui est utilisée pour calculer les propriétés des étoiles à neutrons. Notre théorie prédit pour les valeurs de la masse maximum et du moment d'inertie 1.75 M_θ et 1.68 10⁴⁵ g.cm² en très bon accord avec les limites observationnelles actuellement connues. Le rayon correspondant est de 10,7 km. Nous montrons que la prise en compte de l'interaction de spin-2 réduit le désaccord entre les théories relativistes et non relativistes en ce qui concerne leurs prédictions des masses et des moments d'inertie. Nous montrons ainsi que la transition de phase conduisant à la matière de quarks n'est possible que si la constante de couplage associée au spin-2 est dix fois plus petite que sa valeur à basse énergie.

Abstract
We present a relativistic theory of high-density matter which takes into account the short-range interaction due to the exchange of spin-2 mesons. An equation of state is derived and used to compute neutron stard properties. The prediction of our theory for the values of maximum mass and moment of inertia for a stable neutron star are 1.75 M_θ and 1.68 x 10⁴⁵ g cm², in very good agreement with the presently known observational bounds. The corresponding radius is found to be 10.7 km. We find that the inclusion of the spin-2 interaction reduces the disagreement between the relativistic and nonrelativistic theories in their predictions of masses and moments of inertia. We also find that the phase transition to quark matter becomes possible only if the spin-2 coupling constant is ten times smaller than its value at low energies.