مرحله بعدی در شبیه سازی جهان


محققان به سرپرستی دانشگاه تسوکوبا در حال طراحی رویکرد جدیدی هستند تا نشان دهند چگونه نوترینوهای شبح مانند به شکل گیری جهان کمک کرده اند. اعتبار: دانشگاه تسوکوبا

شبیه سازی های رایانه ای در تلاشند تا اثرات ذرات گریزان موسوم به نوترینو بر شکل گیری و رشد ساختار در مقیاس بزرگ جهان را بگیرند. اما اکنون یک تیم تحقیقاتی از ژاپن روشی را توسعه داده است که بر این مانع غلبه می کند.

در مطالعه منتشر شده در این ماه در مجله اخترفیزیک، محققان به رهبری دانشگاه تسوکوبا شبیه سازی هایی را ارائه می دهند که نقش نوترینوها را در تکامل جهان به طور دقیق نشان می دهد.

چرا این شبیه سازی ها مهم هستند؟ یکی از دلایل اصلی این است که آنها می توانند مقدار ناشناخته فعلی را محدود کنند: جرم نوترینو. اگر این مقدار در شبیه سازی روی مقدار مشخصی تنظیم شود و نتایج شبیه سازی با مشاهدات متفاوت باشد ، می توان این مقدار را حذف کرد. با این حال ، در صورت دقیق بودن شبیه سازی ها ، که در کار قبلی تضمین نشده بود ، می توان به محدودیت ها اعتماد کرد. تیمی که در پشت این آخرین تحقیق قرار دارد ، این محدودیت را برطرف می کند.

نویسنده ارشد Lector Koji Yoshikawa گفت: “در شبیه سازی های قبلی از تقریب های خاصی استفاده شده است که ممکن است معتبر نباشد.” “در کار خود ، ما با استفاده از تکنیکی که به طور دقیق تابع توزیع سرعت نوترینو را نشان می دهد و تکامل آن را در طول زمان دنبال می کند ، از این تقریب ها اجتناب کردیم.”

برای انجام این کار ، تیم تحقیق مستقیماً یک سیستم از معادلات معروف به معادلات Vlasov-Poisson را حل می کند ، که نحوه حرکت ذرات در جهان را توصیف می کند. آنها سپس مقادیر مختلف جرم نوترینو را شبیه سازی کردند و به طور سیستماتیک اثرات نوترینو بر ساختار مقیاس جهان را مطالعه کردند.

به عنوان مثال ، نتایج شبیه سازی نشان می دهد که نوترینوها تجمع ماده تاریک – جرم “گمشده” در جهان – و کهکشانها را به نوبه خود سرکوب می کنند. آنها همچنین نشان می دهند که مناطق غنی از نوترینو به شدت با خوشه های عظیم کهکشانی مرتبط هستند و دمای موثر نوترینو با جرم نوترینو بطور قابل توجهی متفاوت است.

یوشیکاوا ، مدرس توضیح می دهد: “به طور کلی ، یافته های ما نشان می دهد که نوترینوها تأثیر قابل توجهی در شکل گیری مقیاس بزرگ ساختار دارند و شبیه سازی های ما گزارش دقیقی از تأثیر مهم نوترینوها را ارائه می دهند.” “همچنین اطمینان حاصل می کند که نتایج جدید ما با نتایج شبیه سازی کاملاً متفاوت سازگار است.”

این کار یک نقطه عطف در شبیه سازی جهان است و راه را برای تحقیقات بیشتر در مورد چگونگی تأثیر نوترینوها بر شکل گیری و رشد ساختار در مقیاس بزرگ هموار می کند. به عنوان مثال ، از رویکرد شبیه سازی جدید می توان برای مطالعه پویایی نوترینوها و انواع غیر متعارف ماده تاریک استفاده کرد. در نهایت ، این می تواند منجر به تعیین جرم نوترینو شود.


پاسخ های بزرگ از ذرات کوچک


اطلاعات بیشتر:
کوهجی یوشیکاوا و دیگران Vlasov – شبیه سازی های کیهان شناسی پواسون از تشکیل ساختار با نوترینوهای بجا مانده: گروه بندی غیرخطی و جرم نوترینو ، مجله نجومی (2020) DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abbd46

تهیه شده توسط دانشگاه تسوکوبا

نقل قول: گام بعدی در شبیه سازی جهان (2020 ، 1 دسامبر) بارگیری در تاریخ 1 دسامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-12-simulation-universe.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*