Newsy

Potwierdzono wpływ neutrin na powstawanie i rozszerzanie się Wszechświata. Może to stanowić przełom w jego symulowaniu [DEPESZA]

2020-12-09  |  06:00
Wszystkie newsy
Źródło: NASA's Goddard Space Flight Center

Neutrina rzadko reagują z normalną materią. Dlatego uznawane są za najlepsze przekaźniki zjawisk zachodzących daleko poza naszą galaktyką. Są jednak przy tym stosunkowo mało poznane. Dotychczasowe symulacje komputerowe miały trudności z uchwyceniem wpływu neutrin na powstawanie i wzrost struktury Wszechświata. Badacze z Japonii przedstawili symulacje, które dokładnie obrazują rolę neutrin, przedstawiają funkcję rozkładu ich prędkości i śledzą jej ewolucję w czasie.

Neutrina rzadko reagują z normalną materią, co czyni je świetnymi przekaźnikami zjawisk zachodzących daleko poza naszą galaktyką. Kosmiczne neutrina są generowane przez promienie kosmiczne w źródłach pozagalaktycznych. Przenoszą przy tym ogromne ilości energii. Wskazują na intensywne wydarzenia w kosmosie, takie jak czarne dziury, pulsary, pozostałości supernowych czy aktywne jądra galaktyczne.

Najbardziej energetycznymi neutrinami, jakie kiedykolwiek zaobserwowano, były kosmiczne neutrina przechwycone przez teleskop IceCube – miały energię petaelektronowoltów, czyli tysiąca bilionów elektronowoltów. To olbrzymia ilość energii. Dla porównania typowe neutrino atmosferyczne ma około 1 do 10 bln elektronowoltów. Wielki Zderzacz Hadronów, najpotężniejszy akcelerator cząstek na świecie, rozbija cząstki ze sobą przy ok. 13 bln elektronowoltów.

Choć rola neutrin w procesie powstawania Wszechświata może być ogromna, wiadomo o nich stosunkowo niewiele. Dotychczasowe symulacje komputerowe miały trudności z uchwyceniem ich wpływu na powstawanie i wzrost struktury Wszechświata. Zespół badaczy z Japonii opracował właśnie metodę, która pokonuje tę przeszkodę.

– Wcześniejsze symulacje dotyczące neutrin opierały się na pewnych przybliżeniach, które mogły nie być dokładne – mówi Kohji Yoshikawa, wykładowca na Uniwersytecie Tsukuby. – W naszej pracy uniknęliśmy tych przybliżeń, stosując technikę, która dokładnie przedstawia funkcję rozkładu prędkości neutrin i śledzi jej ewolucję w czasie.

Symulacje są o tyle istotne, że mogą nałożyć ograniczenia na obecnie nieznaną masę neutrin. Jeśli ta wielkość jest ustawiona na określoną wartość, a wyniki symulacji różnią się od obserwacji, można wykluczyć tę wartość. Takim ograniczeniom można ufać jednak tylko wtedy, gdy symulacje są dokładne. Japoński zespół naukowców z Uniwersytetu w Tsukubie rozwiązał układ równań Własowa–Poissona, które opisują sposób poruszania się cząstek we Wszechświecie. Następnie przeprowadził symulacje dla różnych wartości masy neutrin i systematycznie badał ich wpływ na strukturę Wszechświata.

Wyniki symulacji pokazały, że neutrina tłumią skupianie się ciemnej materii. Udowadniają też, że obszary bogate w nie są silnie skorelowane z masywnymi gromadami galaktyk, a efektywna temperatura neutrin znacznie się różni w zależności od masy.

– Nasze odkrycia sugerują, że neutrina w znacznym stopniu wpływają na formowanie się wielkoskalowych struktur, a nasze symulacje dostarczają dokładnych informacji o ich istotnym wpływie na kształtowanie się Wszechświata – przekonuje Kohji Yoshikawa. – Nasze nowe wyniki są spójne z wynikami uzyskanymi w przypadku zupełnie innych podejść do symulacji, co zwiększa ich wiarygodność.

Zdaniem naukowców opracowanie japońskiego zespołu może stanowić przełom w symulowaniu Wszechświata. Może też rozpocząć erę kolejnych badań nad wpływem neutrin na tworzenie innych wielkoskalowych struktur. Nowe symulacje można byłoby wykorzystać do badania dynamiki neutrin i niekonwencjonalnych typów ciemnej materii.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Transport

Polacy z niejednoznacznymi opiniami na temat autonomicznych pojazdów. Wiedzą o korzyściach, ale zgłaszają też obawy

Polacy widzą w pojazdach autonomicznych szansę na poprawę bezpieczeństwa na drogach i zwiększenie mobilności osób starszych czy z niepełnosprawnościami. Jednocześnie rozwojowi technologii AV towarzyszą obawy, m.in. o utratę kontroli nad pojazdem czy o większą awaryjność niż w przypadku tradycyjnych aut – wynika z prowadzonych przez Łukasiewicz – PIMOT badań na temat akceptacji społecznej dla AV. Te obawy wskazują, że rozwojowi technologii powinna także towarzyszyć edukacja, zarówno kierowców, jak i pasażerów. Eksperci mówią także o konieczności transparentnego informowania o możliwościach i ograniczeniach AV.

Prawo

Adaptacje poddaszy bez odpowiednich zabezpieczeń to realne zagrożenie pożarowe. Eksperci apelują o lepsze egzekwowanie przepisów

Z danych Państwowej Straży Pożarnej wynika, że w okresie od 1 stycznia do 13 lipca 2025 roku doszło do blisko 77 tys. pożarów. Ponad 17 tys. wybuchło w budynkach mieszkalnych, co jest nieco wyższym wynikiem niż rok temu. Ogień zbyt łatwo rozprzestrzenia się przez nieodpowiednio zabezpieczone kanały wentylacyjne i trasy kablowe. Źródłem problemów są także zaadaptowane poddasza bez zabezpieczeń przeciwpożarowych czy dachy z instalacjami fotowoltaicznymi.

Finanse

Zdecydowane odbicie w liczbie ofert pracy dla programistów. Wynagrodzenia rosną, ale nie wrócą na dotychczasowe poziomy

Po 2,5 roku perturbacji na rynek pracy w branży IT wracają wzrosty. Jak wynika z danych JustJoin.IT, w I połowie tego roku na tym portalu odnotowano blisko 70-proc. wzrost liczby ofert pracy w porównaniu do sytuacji sprzed roku. W górę idą także płace, chociaż eksperci wskazują, że dynamika nie jest tak wysoka jak kilka lat temu. Wciąż trudności ze znalezieniem pracy mają pracownicy dopiero zaczynający karierę w branży.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.