科学家破解中微子如何在银河系聚集 事关“婴儿宇宙”

2018-05-17 08:41     新华网

原标题:我科学家破解信使中微子如何在银河系中聚集

关系到人们对宇宙的认知能否推进至宇宙诞生后仅1秒的时期

遗迹中微子在银河系中的运动轨迹。东北大学供图

日前,东北大学理学院教授张鑫与北京大学高能物理研究中心博士后张珏合作,在"宇宙遗迹中微子的引力结团效应"研究中取得重要进展:在N单体模拟中发展了一种重要的计算方法--重加权方法,使得只利用一次模拟即可得到不同中微子质量和相空间分布下的中微子密度轮廓,从而研究宇宙中最古老的中微子如何在银河系中结团。这是中国高校科研工作者在世界科学最前沿的中微子研究领域取得的又一次巨大进步。这一研究能够了解来自婴儿宇宙的信使--遗迹中微子,如何在银河系中聚集,而这关系到人们对宇宙的认知能否推进至宇宙诞生后仅1秒的时期。

5月9日,该项成果在《自然》杂志的子刊《自然·通讯》上发表。

关于中微子的研究,一直是科学研究的最前沿。迄今为止与中微子直接相关的科学研究已经获得了四次诺贝尔物理学奖。中微子是构成物质世界最基本的粒子之一,满足费米-狄拉克统计规律,被归到费米子大类中,是一种自旋为1/2的费米子。它不带电,质量非常轻,以接近光速运动,与其他基本粒子之间的相互作用十分微弱,被称为宇宙中的"隐身人"。

中微子是解开诸多宇宙之谜的关键,宇宙诞生时产生的"背景中微子"也被称为宇宙遗迹中微子,携带着早期宇宙的信息,是宇宙极早期的信使。据标准宇宙学模型预言,在宇宙极早期,温度非常高密度非常大,所有的粒子都频繁碰撞,但随着宇宙温度的降低,在宇宙诞生后1秒左右,由于中微子只参与弱相互作用,碰撞截面非常小,就不再与其他粒子碰撞独自演化。这些最古老的中微子是宇宙大爆炸的遗迹之一,形成了宇宙演化中的一个背景,成为人们探索极早期宇宙的最佳线索。

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