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解决宇宙学鬼魂粒子谜：理论，中微子塑造宇宙验证

时间：2022-05-23 11:25:05 来源：

几乎无大量的亚杀菌颗粒的效果已经对Galaxies的形成形成了长期以来一直是一个宇宙学神秘 - 物理学家在1956年发现颗粒以来的衡量。

但是，一个国际研究团队，包括Kavli宇宙物理学和数学研究所（Kavli IPMU）首席调查员Naoki Yoshida，他也是东京大学物理系的教授，创造了准确描述的宇宙学模拟中微子在宇宙演变中的作用。他们的研究最近在天体物理学期刊上发表。

密苏里州科技大学（密苏里州科技大学）宇宙家宇宙学家Shun Saito博士物理学助理教授和团队的研究人员表示，这项工作是模拟宇宙结构的形成过程中的里程碑。Saito也是Kavli IPMU的访问助理科学家。

该团队使用称为VLASOV-POISSON方程的微分方程系统，以解释NEURTRINOS如何通过分配给其质量的不同值来移动宇宙。

图1：中微子（左）和暗物质（右）在宇宙大规模结构中的密度分布。虽然中微子移动快速，但看起来漫射，暗物质分布组成宇宙纤维网，如丝状结构。

该技术精确地表示中微子的速度分布功能，然后随着时间的推移遵循演变。然后研究人员检查了中微子对星系形成和演化的影响。

它们的结果表明，中微子抑制了暗物质的聚类 - 宇宙中未定义的质量 - 以及又是星系。他们发现富含中央的区域与大规模的星系簇强烈地相关，并且中微子的有效温度基本上根据中性细胞的质量而变化。

研究人员称，用于估计中微生物质量的最严格的实验是宇宙学观察，但只有模拟预测是准确的，只能依赖于那些。

图2：研究人员的Vlasov-Poisson模拟（左）与牛顿引力相互作用（右）的传统的N体粒子模拟相比，中微子粒子的较小和较少的噪声密度分布。

“总的来说，我们的研究结果与理论上的预测和先前模拟的结果一致，”来自筑波大学的计算科学中心Kohji Yoshikawa博士说。“完全不同的模拟方法的结果彼此一致地令人令人放心。”

“我们的模拟很重要，因为它们对中微子质量未知数量的限制，”来自密苏里S＆T的Saito说。“Neutrinos是我们所知道的最轻的颗粒。我们唯一只有2015年诺贝尔物理学奖的发现中的中微子有大量的群众。“

该等奖项颁发了两名科学家，包括Kavli IPMU首席调查员Takaaki Kajita，他也是东京大学Cosmic Ray研究所的主任，他们的独立发现是一种中微子可以进入另一个中微子，这表明中微子有大量的。

“我们的工作可能最终导致稳健的测定中微子质量，”Saito说。

京都大学兖川理论物理研究所的博士后研究员博物馆博士是该研究的第四次成员，标题为“宇宙学Vlasov-Poisson模拟与遗物中微子的结构形成：非线性聚类和中微子质量。“

参考：“具有遗留中微子结构形成的宇宙弗拉索夫-泊松模拟：非线性聚类和中微子质量”，吉川公治，田中聪，吉田直树和斋藤斋，2020年11月30日，《天体物理学杂志》。
10.3847 / 1538-4357 / abbd46


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