Une nouvelle approche pour montrer comment les neutrinos de type fantôme ont contribué à façonner l’Univers –

Dans une étude publiée ce mois-ci dans Le journal astrophysique, des chercheurs dirigés par l’Université de Tsukuba présentent des simulations qui décrivent avec précision le rôle des neutrinos dans l’évolution de l’Univers.

Pourquoi ces simulations sont-elles importantes? L’une des principales raisons est qu’ils peuvent imposer des contraintes sur une grandeur actuellement inconnue: la masse des neutrinos. Si cette quantité est définie sur une valeur particulière dans les simulations et que les résultats de la simulation diffèrent des observations, cette valeur peut être exclue. Cependant, les contraintes ne peuvent être fiables que si les simulations sont précises, ce qui n’était pas garanti dans les travaux précédents. L’équipe à l’origine de cette dernière recherche visait à remédier à cette limitation.

«Les simulations antérieures utilisaient certaines approximations qui pourraient ne pas être valides», explique l’auteur principal de l’étude, le professeur Kohji Yoshikawa. “Dans notre travail, nous avons évité ces approximations en employant une technique qui représente avec précision la fonction de distribution de vitesse des neutrinos et suit son évolution dans le temps.”

Pour ce faire, l’équipe de recherche a directement résolu un système d’équations connu sous le nom d’équations de Vlasov-Poisson, qui décrivent comment les particules se déplacent dans l’Univers. Ils ont ensuite effectué des simulations pour différentes valeurs de la masse des neutrinos et examiné de manière systémique les effets des neutrinos sur la structure à grande échelle de l’Univers.

Les résultats de la simulation démontrent, par exemple, que les neutrinos suppriment l’amas de matière noire – la masse «manquante» dans l’Univers – et par conséquent les galaxies. Ils montrent également que les régions riches en neutrinos sont fortement corrélées aux amas massifs de galaxies et que la température effective des neutrinos varie considérablement en fonction de la masse des neutrinos.

«Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent que les neutrinos affectent considérablement la formation de la structure à grande échelle, et que nos simulations fournissent un compte rendu précis de l’effet important des neutrinos», explique le professeur Yoshikawa. “Il est également rassurant que nos nouveaux résultats soient cohérents avec ceux issus d’approches de simulation entièrement différentes.”

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université de Tsukuba. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.