Peneliti memvalidasi teori bahwa neutrino membentuk alam semesta

Peneliti memvalidasi teori bahwa neutrino membentuk alam semesta


Pengaruh partikel subatomik yang hampir tak bermassa yang disebut neutrino terhadap pembentukan galaksi telah lama menjadi misteri kosmologis – yang telah diupayakan untuk diukur oleh fisikawan sejak menemukan partikel pada tahun 1956.

Tetapi tim peneliti internasional telah menciptakan simulasi kosmologis yang secara akurat menggambarkan peran neutrino dalam evolusi alam semesta dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di Jurnal Astrofisika.

Kosmolog Universitas Sains dan Teknologi Missouri Dr. Shun Saito, asisten profesor fisika dan peneliti di tim tersebut, mengatakan bahwa pekerjaan tersebut merupakan tonggak penting dalam proses simulasi pembentukan struktur alam semesta.

Tim tersebut menggunakan sistem persamaan diferensial yang dikenal sebagai persamaan Vlasov-Poisson untuk menjelaskan bagaimana neutrino bergerak melalui alam semesta dengan nilai berbeda yang ditetapkan untuk massanya. Teknik ini secara akurat merepresentasikan fungsi distribusi kecepatan neutrino dan mengikuti evolusinya seiring waktu. Para peneliti kemudian memeriksa efek neutrino pada pembentukan dan evolusi galaksi.

Hasilnya menunjukkan bahwa neutrino menekan pengelompokan materi gelap – massa tak terdefinisi di alam semesta – dan pada gilirannya, galaksi. Mereka menemukan bahwa daerah kaya neutrino berkorelasi kuat dengan gugus galaksi masif, dan bahwa suhu efektif neutrino bervariasi secara substansial tergantung pada massa neutrino.

Para peneliti mengatakan bahwa eksperimen paling ketat yang digunakan untuk memperkirakan massa neutrino adalah pengamatan kosmologis, tetapi itu hanya dapat diandalkan jika prediksi simulasi akurat.

“Secara keseluruhan, temuan kami konsisten dengan prediksi teoritis dan hasil simulasi sebelumnya,” kata Dr. Kohji Yoshikawa, dosen di Pusat Ilmu Komputasi di Universitas Tsukuba dan penulis utama studi tersebut. “Ini meyakinkan bahwa hasil dari pendekatan simulasi yang sepenuhnya berbeda cocok satu sama lain.”

“Simulasi kami penting karena mereka menetapkan batasan pada kuantitas massa neutrino yang tidak diketahui,” kata Saito. “Neutrino adalah partikel paling ringan yang kami ketahui. Kami baru saja mengetahui bahwa neutrino memiliki massa dari penemuan yang ditampilkan dalam Hadiah Nobel 2015 dalam bidang fisika. “

Penghargaan itu diberikan kepada dua ilmuwan atas penemuan terpisah mereka bahwa satu jenis neutrino dapat berubah menjadi jenis lain, yang menunjukkan bahwa neutrino memiliki massa.

“Pekerjaan kami pada akhirnya akan mengarah pada penentuan yang kuat dari massa neutrino,” kata Saito.

Peneliti lain dalam penelitian ini, “Simulasi Kosmologi Vlasov – Poisson dari Formasi Struktur dengan Relik Neutrino: Pengelompokan Nonlinear dan Massa Neutrino,” adalah Dr. Naoki Yoshida, profesor fisika di Universitas Tokyo, dan Dr. Satoshi Tanaka, seorang postdoctoral. sesama di Yukawa Institute for Theoretical Physics di Universitas Kyoto.

Saito berencana untuk memasukkan penelitian tim ke dalam studi pemetaan galaksi yang dia lakukan sebagai bagian dari keanggotaan Missouri S&T dalam Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX).

Berkaitan dengan HETDEX, tim peneliti astronomi S&T berkontribusi pada eksplorasi alam semesta melalui penelitian gelombang gravitasi, fisika fundamental, dan kosmologi.

Tentang Universitas Sains dan Teknologi Missouri
Didirikan pada tahun 1870 sebagai Sekolah Pertambangan dan Metalurgi Universitas Missouri, Universitas Sains dan Teknologi Missouri (Missouri S&T) adalah universitas riset yang berfokus pada STEM dengan lebih dari 7.600 siswa dan bagian dari Universitas empat kampus Sistem Missouri. Terletak di Rolla, Missouri, Missouri S&T menawarkan 99 program gelar berbeda di 40 bidang studi, termasuk teknik, pendidikan, sains, bisnis dan teknologi informasi, humaniora, dan seni liberal. Missouri S&T dikenal secara global dan berperingkat tinggi karena memberikan pengembalian yang tinggi atas investasi uang sekolah, peluang karir yang luar biasa bagi lulusan, dan penekanan pada pembelajaran langsung terapan melalui tim desain siswa dan pendidikan kooperatif serta peluang magang. Untuk informasi lebih lanjut tentang Missouri S&T, kunjungi www.mst.edu.


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author