Il neutrino, la particella fantasma che modella l’universo

I fisici hanno cercato di misurare il misterioso effetto che i neutrini hanno sulla formazione delle galassie fin dalla loro scoperta, avvenuta nel 1956. I neutrini sono particelle elementari sfuggenti e con una massa piccolissima che interagiscono debolmente con la materia.
Un team internazionale del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), guidato da Naoki Yoshida, (che è anche professore nel dipartimento di fisica dell’Università di Tokyo), ha realizzato simulazioni cosmologiche che descrivono con grande accuratezza il ruolo dei neutrini nell’evoluzione dell’universo. Lo studio è stato  pubblicato su The Astrophysical Journal .
Il cosmologo della Missouri University of Science and Technology (Missouri S&T) il Dr. Shun Saito, assistente professore di fisica e ricercatore del team (Kavli IPMU, afferma che il lavoro è una pietra miliare nel processo di simulazione della formazione delle strutture dell’universo. Saito è uno scienziato associato in visita presso l’IPMU Kavli.
Il team ha utilizzato un sistema di equazioni differenziali noto come equazioni di Vlasov-Poisson per spiegare come si muovono i neutrini attraverso l’universo in base a differenti valori associati alla loro massa.
La tecnica rappresenta una funzione accurata della distribuzione della velocità dei neutrini e ne segue l’evoluzione nel tempo. I ricercatori hanno quindi esaminato gli effetti dei neutrini sulla formazione e l’evoluzione delle galassie.
I risultati mostrano che i neutrini soffocano l’ammasso di materia oscura, quella massa indefinita presente nell’universo e, a sua volta, le galassie. Hanno scoperto che le regioni ricche di neutrini sono fortemente correlate con massicci ammassi di galassie e che la temperatura effettiva dei neutrini varia sostanzialmente a seconda della massa del neutrino.
I ricercatori affermano che gli esperimenti più rigorosi utilizzati per stimare la massa dei neutrini sono osservazioni cosmologiche, ma su queste si può fare affidamento solo se le previsioni di simulazione sono accurate.
“Nel complesso, i nostri risultati sono coerenti sia con le previsioni teoriche che con i risultati delle simulazioni precedenti”, afferma il dott. Kohji Yoshikawa del Center for Computational Sciences dell’Università di Tsukuba e autore principale dello studio. “È rassicurante che i risultati di approcci di simulazione completamente diversi concordino tra loro”.
“Le nostre simulazioni sono importanti perché stabiliscono vincoli sulla quantità sconosciuta della massa del neutrino”, afferma Saito del Missouri S&T. “I neutrini sono le particelle più leggere che conosciamo. Abbiamo appreso solo di recente che i neutrini hanno massa dalla scoperta presentata nel Premio Nobel per la fisica 2015″.
Quel premio è stato assegnato a due scienziati, tra cui il principale ricercatore del Kavli IPMU Takaaki Kajita, che è anche il direttore dell’Istituto per la ricerca sui raggi cosmici, dell’Università di Tokyo. I due scienziati hanno scoperto separatamente  che un tipo di neutrino può trasformarsi in un altro, e questo ha dimostrato che i neutrini sono particelle elementari dotate di massa.
“Il nostro lavoro potrebbe portare a una determinazione robusta della massa del neutrino”, dice Saito.
Il dottor Satoshi Tanaka, un borsista post-dottorato presso l’Istituto Yukawa di fisica teorica presso l’Università di Kyoto, è stato il quarto membro dello studio, intitolato “Simulazioni cosmologiche di formazione di strutture Vlasov-Poisson con neutrini relitti: raggruppamento non lineare e massa di neutrini”.
Fonte: https://scitechdaily.com/solving-a-cosmological-ghost-particle-mystery-theory-that-neutrinos-shape-the-universe-validated/?