Effects of the generalized uncertainty principle on neutron stars - Gimenez, João Gabriel Galli (2025)
A Hadrodinâmica Quântica tipo I (QHD-1) é uma teoria efetiva relativística de campos que descreve a matéria nuclear por meio de interações méson–núcleo na aproximação de campo médio. No presente trabalho, este modelo é deformado pela incorporação do Princípio da Incerteza Generalizado (GUP), com o objetivo de descrever a equação de estado (EoS) de estrelas de nêutrons. O GUP é compreendido como uma extensão do princípio da incerteza de Heisenberg, na qual uma deformação da álgebra canônica dá origem a correções dependentes do momento. Em particular, o comutador não nulo entre os operadores de posição induz uma estrutura não comutativa no espaço de configuração, compatível com a presença de um comprimento mínimo. As equações de Tolman-OppenheimerVolkoff (TOV) são utilizadas para extrair as propriedades macroscópicas da estrela, como massa e raio, com base na equação de estado deformada. Para contemplar uma faixa mais ampla de escalas não comutativas efetivas, o parâmetro de deformação β é restringido ao intervalo [1 × 10−5 fm2 , 5 × 10−2 fm2 ], em conformidade com a literatura. Um valor crítico de β = 5 × 10−2 fm2 é identificado, acima do qual a transição de fase líquido-gás desaparece, impedindo a formação de estrelas de nêutrons. À medida que β aumenta, a pressão, a densidade bariônica, a compressibilidade e o raio estelar diminuem, resultando em uma equação de estado mais macia. Esses efeitos são ainda mais acentuados para altos momentos de Fermi, onde a deformação se torna mais significativa. Além disso, verifica-se que a velocidade do som aumenta com β e com a energia de Fermi, eventualmente violando o limite de causalidade. Esse comportamento impõe uma restrição ao autoconsistente sobre o valor máximo admissíıvel do parâmetro de deformação, delimitando assim a escala de comprimento mínimo fisicamente viável. ademais, são identificadas possíveis implicações para a física do universo primitivo, particularmente em regimes nos quais altas densidades e energias amplificam os efeitos induzidos pela GUP. Esses resultados contribuem para o esforço mais amplo de conectar fenômenos motivados por gravidade quântica com sistemas astrofísicos compactos.