我们研究了在“严格”空间变化的磁场(但不满足磁单极子条件)下相对论冷电子的二维运动。我们发现,在恒定磁场的情况下出现的朗道能级简并性在磁场变化时会消失,自旋向上和自旋向下电子的能级会根据磁场变化的性质以有趣的方式排列。此外,变化的磁场会将零角动量电子的朗道能级与正角动量分开,而恒定场只能将能级分为正角动量和负角动量。探索非均匀磁场中的朗道量子化本身就是一项独特的事业,对凝聚态物质、天体物理学和量子信息等领域都有跨学科影响。作为示例,我们展示了磁化白矮星,它们受到变化的磁场,同时受到洛伦兹力和朗道量子化的影响,从而影响底层的简并电子气,表现出对钱德拉塞卡质量极限的明显违反;并且在空间增长的磁场存在下,电子的量子速度会增加。
白矮星的持续冷却过程中,会发生一些影响其冷却速度的事件。这些事件中最重要的就是其核心结晶,这是 C / O 内部冷却到临界温度以下时发生的相变。这种转变会释放潜热,以及由于凝固过程中 C 和 O 离子重新分布而产生的引力能,从而减缓白矮星的演化。最近报道了核心结晶的明确观测特征——冷却序列中的物体堆积。然而,现有的演化模型很难定量地再现这种特征,因此在用于测量恒星群年龄时,其准确性令人怀疑。结晶过程中释放的能量的时间和数量取决于 C / O 相图的确切形式。利用先进的 Gibbs-Duhem 积分法和最先进的固相和液相 Monte Carlo 模拟,我们获得了非常精确的相图版本,可以精确模拟相变。尽管取得了这种改进,但当前的演化模型仍然低估了结晶堆积的程度。我们得出结论,潜热释放和 O 沉降本身不足以解释这些观察结果,其他未解释的物理机制(可能是 22 Ne 相分离)起着重要作用。