中微子，英语：Neutrino（更准确地说是意大利语），其字面上的意义为“微小的电中性粒子”。中微子是电中性的，同时还是一种轻子，因此不参与强相互作用以及电磁相互作用，而只参与引力相互作用以及弱相互作用。由于弱相互作用作用距离非常短，而引力相互作用在亚原子尺度下又是十分微弱的，因而中微子在穿过一般物质时不会受到太多阻碍，难以检测。
每秒钟有千万亿个中微子穿过你的身体，你感觉不到，宇宙中充满了中微子。模拟宇宙，离不开对中微子的模拟。
计算机模拟一直难以捕捉到被称为中微子的难以捉摸的粒子，对宇宙大规模结构的形成和生长的影响。现在，一个物理学家研究团队开发了一种克服这一障碍的方法，以显示像鬼魅一样的中微子如何帮助塑造宇宙。
为什么这样的模拟很重要？关键原因之一是它们可以对当前未知的数量设置约束：中微子具有质量。如果在模拟中将此量设置为特定值，并且模拟结果与观察结果不同，则可以排除该值。但是，仅当模拟准确时才可以信任约束，而这在以前的工作中无法保证。最新研究背后的团队旨在解决这一局限性。
早期的模拟使用了某些近似值，这些近似值可能无效。在这项研究工作中，物理学家通过采用一种精确表示中微子的速度分布函数并遵循其时间演变的技术来避免这些近似。
为此，研究团队直接求解了一个称为符拉索夫-泊松方程（Vlasov-Poisson equation)的方程组，该方程组描述了粒子如何在宇宙中运动。然后，他们对中微子质量的不同值进行了模拟，并系统地检查了中微子对宇宙大规模结构的影响。
如图所示宇宙大规模结构中中微子（左）和暗物质（右）的密度分布。当中微子快速移动并看起来弥散时，暗物质分布组成了诸如纤维状结构之类的宇宙网。
模拟结果证明，例如，中微子抑制了暗物质的聚集，即宇宙中“缺失”的质量，进而抑制了星系。研究还表明，富含中微子的区域与大规模星系团紧密相关，并且中微子的有效温度根据中微子的质量而有很大不同。
该研究发现表明，中微子在很大程度上影响了大规模结构的形成，并且该模拟为中微子的重要作用提供了准确的解释，该研究新结果与完全不同的仿真方法得出的结果一致。
如图所示，与传统的牛顿重力相互作用的N体粒子模拟（右）相比，该研究通过符拉索夫-泊松方程的模拟（左）预测了中微子的密度分布更平滑且噪声更低。
这项研究工作是模拟宇宙的里程碑，为进一步探索中微子如何影响大型结构的形成和发展铺平道路。例如，新的模拟方法可用于研究中微子和非常规暗物质类型的动力学。最终，它可能导致确定中微子质量。
该研究成果论文，题为：“宇宙中遗留中微子结构形成的符拉索夫-泊松模拟：非线性聚类和中微子质量”，发表在最近的《天体物理学杂志》上。
