Teorie, že neutrina formují vesmír, je ověřena

Účinek téměř bezhmotných subatomárních částic (nazývaných neutrina) na formování galaxií byl po dlouhou dobu záhadou kosmologie. Od objevu těchto částic v roce 1956 se fyzici pokoušeli měřit je.

Mezinárodní výzkumný tým včetně Naoki Yoshidy, hlavního výzkumného pracovníka Kavliho institutu fyziky a matematiky vesmíru (Kavli IPMU), však působil také jako profesor na katedře fyziky na Tokijské univerzitě a vytvořil přesné zobrazení kosmické mlhoviny. Simulace vesmíru. Role neutrin ve vývoji vesmíru.Jejich výzkum byl nedávno publikován v Astrofyzikální deník.

Dr. Saito Sai, kosmolog z Missouri University of Science and Technology (Missouri University of Science and Technology), odborný asistent fyziky a týmový výzkumník, uvedl, že tato práce je milníkem ve formování simulovaného vesmíru. Saito je také hostujícím spolupracovníkem výzkumného pracovníka Kavli IPMU.

Tým použil systém diferenciálních rovnic nazývaných Vlasov-Poissonovy rovnice, aby vysvětlil, jak se neutrina pohybují vesmírem přiřazením různých hodnot jejich hmotnosti.

Distribuce hustoty neutrin a temné hmoty

Obrázek 1: Distribuce hustoty neutrin (vlevo) a temné hmoty (vpravo) ve velkoplošné struktuře vesmíru. Když se neutrina pohybují rychle a zdá se, že jsou rozptýlena, distribuce temné hmoty vytváří kosmickou síť, jako jsou vláknité struktury. Zdroj obrázku: KAVLI IPMU

Tato technika přesně reprezentuje funkci distribuce rychlosti neutrin a sleduje její vývoj v čase. Poté vědci zkoumali vliv neutrin na vznik a vývoj galaxií.

Jejich výsledky ukázaly, že neutrina inhibovala akumulaci temné hmoty (nedefinovaná hmota ve vesmíru), což zase inhibovalo galaxie. Zjistili, že oblasti bohaté na neutrina úzce souvisejí s velkými hvězdokupami galaxií a že efektivní teplota neutrin se velmi liší v závislosti na množství neutrin.

Vědci tvrdí, že nejpřesnější experimenty používané k odhadu hmotnosti neutrin jsou kosmologická pozorování, ale na tyto experimenty se lze spolehnout, pouze pokud jsou simulační předpovědi přesné.

Simulace Hair Poisson

Obrázek 2: Ve srovnání s tradiční simulací částic N-tělesa newtonovské gravitační interakce (vpravo) simulace Vlasov-Poissonových vědců (vlevo) předpovídá hladší rozdělení hustoty neutrin a méně šumu. Zdroj obrázku: KAVLI IPMU

Dr. Kohji Yoshikawa z Výpočtového střediska pro vědu na univerzitě v Tsukubě řekl: „Obecně jsou naše zjištění v souladu s teoretickými předpovědi a předchozími výsledky simulace.“ „Je uklidňující, že výsledky zcela odlišných simulačních metod se vzájemně vylučují. Důsledné. “

„Naše simulace jsou důležité, protože stanovují limity hmotnosti neznámého počtu neutrin,“ uvedl Saito z Missouri Institute of Science and Technology. „Neutrinos je nejlehčí částice, jakou známe. O kvalitě neutrin jsme se teprve nedávno dozvěděli díky objevu Nobelovy ceny za fyziku za rok 2015.“

Ocenění bylo uděleno dvěma vědcům, včetně hlavního výzkumného pracovníka Kavli IPMU Takaaki Kajity (je také ředitelem Ústavu výzkumu kosmického záření na Tokijské univerzitě), kteří v uvedeném pořadí zjistili, že jeden typ neutrina lze transformovat na jiný typ, což ukazuje, že Trino má mši

Saito řekl: „Naše práce může nakonec vést ke spolehlivému stanovení kvality neutrin.“

Čtvrtým členem studie je doktor Satoshi Tanaka, postdoktorský výzkumník na Yugawském institutu teoretické fyziky na Kjótské univerzitě. Titul zní „Vlasov-Poissonova simulace vesmíru s využitím starších neutrin k vytváření struktur: nelineární shlukování a centrální Trino mše “.

Reference: Koharu Yoshikawa, Satoshi Tanaka, Naoki Yoshida a Toshio Saito, „Universal Vlasov-Poisson simulation of neutrino structure creation in reliks: Nonlinear clustering and neutrino mass“, listopad 2020 30., Astrofyzikální deník.
DOI: 10,3847 / 1538-4357 / abbd46

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Aby se objev urychlil, vychází z mřížky vysoce dimenzionální infračervený mikroskop

Příklad vzoru dlaždice použitého ke skenování kulatého červa C. elegans. Non-grid pattern dává algoritmu vzorkování větší flexibilitu pro rychlé resetování oblastí zájmu. ...

Starověcí zirkonové říkají, že desková tektonika začala před 3,6 miliardami let – významná událost pro přivítání Země k životu

Zirkony studované výzkumným týmem byly vyfotografovány pomocí katholluminiscence, techniky, která umožňuje týmu vizualizovat vnitřek krystalů pomocí speciálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Tmavé kruhy na...

Můžeme opioidy zvýšit návykovostí? [Video]

V roce 2017 byly miliony lidí po celém světě závislí na opioidech a 115 000 zemřelo na předávkování. Opioidy jsou nejsilnější léky proti bolesti, které...

V místě vazby protilátek ve variantách viru COVID-19 – hlavní důsledky pro budoucí vakcíny

Výzkumný tým Penn State zjistil, že N protein na SARS-CoV-2 je uložen ve všech pandemických koronavirech souvisejících se SARS (nahoře vlevo: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV,...

NASA investuje 105 milionů amerických dolarů do vývoje inovativních technologií pro malé podniky ve Spojených státech

NASA Má dlouhou historii podpory amerických podnikatelů při vývoji technologií od nápadu po obchodní připravenost. Agenturní program Small Business Innovation Research (SBIR) dále podporoval...

Newsletter

Subscribe to stay updated.