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

Partner serwisu

Venture Cafe Warsaw

IT i technologie

Operacje raka prostaty przy użyciu robota chirurgicznego standardem w krajach zachodnich. W Polsce wciąż nie są refundowane

– W leczeniu raka prostaty technologia da Vinci tak naprawdę zastąpiła już inne metody – mówi urolog, dr Stefan W. Czarniecki z należącego do Grupy LUX MED Szpitala św. Elżbiety. Placówka już od kilku lat wykorzystuje roboty da Vinci w operacyjnym leczeniu raka prostaty, co wynika z dużych korzyści z tej metody po stronie lekarzy i pacjentów. Polska jest jednak w gronie niewielu państw, w których te zabiegi nie są refundowane. Na dodatek robotów wciąż jest stosunkowo niewiele, pozytywny jest jednak fakt, że z każdym rokiem rośnie zarówno liczba robotów, jak i operacji przeprowadzanych w ich asyście. W I kwartale br. polskie placówki zrealizowały ich łącznie 415, o 57 proc. więcej niż rok wcześniej.

Przemysł

Firmy przemysłowe mają dziś wyższą zdolność do konkurowania niż przed pandemią. Duża w tym zasługa inwestycji w maszyny i urządzenia

Zdolność do konkurowania polskich firm przemysłowych jest znacznie wyższa niż rok temu. Wskazuje na to Index MiU przygotowywany regularnie przez Siemens Financial Services w Polsce. W II połowie br. wynosi on 50,60 pkt i jest o 6,69 pkt wyższy niż przed rokiem. O większej zdolności firm do konkurowania zarówno teraz, jak i w kolejnym roku decydują takie czynniki jak inwestycje w park maszynowy, automatyzacja procesu produkcji czy dywersyfikacja rynków zbytu. Coraz większa w tym rola finansowania zewnętrznego, na jakie decydują się badane przedsiębiorstwa. Jako największe wyzwanie na kolejne miesiące firmy wskazują wzrost cen surowców, problemy z pozyskiwaniem pracowników i zmiany spowodowane ochroną środowiska.

Infrastruktura

Gen. W. Nowak: Wskazanie dostawcy wysokiego ryzyka nie zapewni bezpieczeństwa technologii. Ustawa o cyberbezpieczeństwie wymaga dalszych prac [DEPESZA]

– Każdy system, nieważne z jakich urządzeń się składa, można odpowiednio zabezpieczyć – ocenia gen. Włodzimierz Nowak, ekspert ds. cyberbezpieczeństwa, nawiązując do proponowanej przez rząd oceny ryzyka dostawców sprzętu i technologii. Jego zdaniem skupianie się jedynie na dostawcy to tylko dotykanie wierzchołka góry lodowej, bo czynników ryzyka jest znacznie więcej. Zapisy ustawy o krajowym systemie cyberbezpieczeństwa wskazują, że jeśli firma technologiczna zostanie uznana za dostawcę wysokiego ryzyka, będzie de facto wykluczona z polskiego rynku, a operatorzy telekomunikacyjni będą musieli zrezygnować z jej urządzeń i usług. Kryteria oceny w dużej mierze są oparte na kwestiach przynależności państwowej, co według części ekspertów jest wymierzone w koncerny chińskie.