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

Byl objeven a pojmenován fascinující příběh asteroidu Trojan Jupiter (cíl mise Lucy NASA)

Ilustrace sedmi cílů mise Lucy: binární asteroid Patroclus / Menoetius, Eurybates, Orus, Leucus, Polymele a hlavní asteroid Donald Johnson.Poděkování: Laboratoř koncepčního obrazu NASA Goddard...

Kvantové bloky pro výrobu exotických elektronově magnetických vlastností

Přechodné kovy vázané v grafenové formě elektronového paprsku slibují kvantové stavební bloky. Půjčka Ondrej Dyke, Andrew Lupin և Jacob Jacob Svet /...

Globální oteplování ohrožuje potravinové řetězce – „dopad může být vážný“

Studie zkoumala plankton ve sladkovodních bazénech vystavených sedmiletému experimentálnímu oteplování. Zápočet: Exeter University Rostoucí teploty mohou podle nové studie snížit účinnost potravinových řetězců a...

Pocit sounáležitosti klíč ke zlepšení

Studenti mají ve třídě větší motivaci, když mají pocit, že patří do jejich školy. Rodiče se mohou bát, že pokud jejich student nebude motivován k...

Proč jsou metody distribuce vakcín COVID-19 krátké + 3 způsoby, jak je vylepšit

Objevilo se několik návrhů, jak distribuovat COVID-19 vakcíny, ale nezajistí spravedlivé rozdělení vakcíny. Tým, který zahrnuje Nicole Hassoun, profesorku na Binghamton University, navrhuje...

Newsletter

Subscribe to stay updated.