中微子，英語：Neutrino（更準確地說是義大利語），其字面上的意義為「微小的電中性粒子」。中微子是電中性的，同時還是一種輕子，因此不參與強相互作用以及電磁相互作用，而只參與引力相互作用以及弱相互作用。由於弱相互作用作用距離非常短，而引力相互作用在亞原子尺度下又是十分微弱的，因而中微子在穿過一般物質時不會受到太多阻礙，難以檢測。
每秒鐘有千萬億個中微子穿過你的身體，你感覺不到，宇宙中充滿了中微子。模擬宇宙，離不開對中微子的模擬。
計算機模擬一直難以捕捉到被稱為中微子的難以捉摸的粒子，對宇宙大規模結構的形成和生長的影響。現在，一個物理學家研究團隊開發了一種克服這一障礙的方法，以顯示像鬼魅一樣的中微子如何幫助塑造宇宙。
為什麼這樣的模擬很重要？關鍵原因之一是它們可以對當前未知的數量設置約束：中微子具有質量。如果在模擬中將此量設置為特定值，並且模擬結果與觀察結果不同，則可以排除該值。但是，僅當模擬準確時才可以信任約束，而這在以前的工作中無法保證。最新研究背後的團隊旨在解決這一局限性。
早期的模擬使用了某些近似值，這些近似值可能無效。在這項研究工作中，物理學家通過採用一種精確表示中微子的速度分布函數並遵循其時間演變的技術來避免這些近似。
為此，研究團隊直接求解了一個稱為符拉索夫-泊松方程（Vlasov-Poisson equation)的方程組，該方程組描述了粒子如何在宇宙中運動。然後，他們對中微子質量的不同值進行了模擬，並系統地檢查了中微子對宇宙大規模結構的影響。
如圖所示宇宙大規模結構中中微子（左）和暗物質（右）的密度分布。當中微子快速移動並看起來彌散時，暗物質分布組成了諸如纖維狀結構之類的宇宙網。
模擬結果證明，例如，中微子抑制了暗物質的聚集，即宇宙中「缺失」的質量，進而抑制了星系。研究還表明，富含中微子的區域與大規模星系團緊密相關，並且中微子的有效溫度根據中微子的質量而有很大不同。
該研究發現表明，中微子在很大程度上影響了大規模結構的形成，並且該模擬為中微子的重要作用提供了準確的解釋，該研究新結果與完全不同的仿真方法得出的結果一致。
如圖所示，與傳統的牛頓重力相互作用的N體粒子模擬（右）相比，該研究通過符拉索夫-泊松方程的模擬（左）預測了中微子的密度分布更平滑且噪聲更低。
這項研究工作是模擬宇宙的裡程碑，為進一步探索中微子如何影響大型結構的形成和發展鋪平道路。例如，新的模擬方法可用於研究中微子和非常規暗物質類型的動力學。最終，它可能導致確定中微子質量。
該研究成果論文，題為：「宇宙中遺留中微子結構形成的符拉索夫-泊松模擬：非線性聚類和中微子質量」，發表在最近的《天體物理學雜誌》上。