Суперкомпьютерное моделирование взаимодействия нейтрино и темной материи

N+1Наука

Физики предложили новую компьютерную модель взаимодействия нейтрино с темной материей

Андрей Фельдман

Распределение плотности темной материи, полученное с помощью моделирования на суперкомпьютере Фугаку. Источник: K. Yoshikawa et al. / arXiv.org, 2021

Группа японских физиков провела суперкомпьютерное моделирование взаимодействия нейтрино и темной материи для изучения процесса формирования неоднородностей во Вселенной. Ученые предложили новый метод численного анализа взаимодействия этих типов вещества, в котором нейтрино рассматриваются как непрерывно распределенная субстанция, а темная материя — как нерелятивистские частицы. Полученное физиками распределение плотности вещества в результате космологической эволюции более реалистично, чем то, которое получается, если при моделировании рассматривать нейтрино как частицы. Препринт их работы выложен на arXiv.org.

Неоднородности плотности вещества во Вселенной изначально возникли в первые моменты после Большого взрыва как квантовые флуктуации. Эти неоднородности росли, потому что гравитационное притяжение к ним было больше, чем к другим точкам расширяющейся Вселенной, и сейчас они превратились в галактики и их кластеры. На протяжении большей части истории формирования неоднородностей релятивистское вещество было представлено фотонами космического микроволнового фона, чьим вкладом в формирование неоднородностей можно пренебречь, потому что их доля в энергетическом балансе Вселенной в настоящее время равна приблизительно 10-5. Нерелятивистское вещество примерно на 85 процентов состоит из темной материи, почти вся оставшаяся доля приходится на барионное вещество, и около 10-2–10-3 массы сосредоточено в реликтовых нейтрино. Эти нейтрино на протяжении большей части жизни Вселенной были нерелятивистскими, так как наблюдения за нейтринными осцилляциями показывают, что суммарная масса всех трех ароматов этих частиц не меньше 0,06 электронвольт, тогда как температура Вселенной, приблизительно равная средней кинетической энергии нейтрино, в настоящее время и на протяжении большей части космологической эволюции Вселенной имеет порядок 10-3–10-4 электронвольт.

Несмотря на то, что доля нейтрино в массовом балансе очень мала, они все же оказывают существенное влияние на формирование неоднородностей благодаря тому, что из-за малой массы, которая для одного аромата ограничена сверху 0,086 электронвольта, дисперсия их скорости очень велика. Нейтрино больших скоростей неохотно собираются в кластеры, а их гравитационное взаимодействие с другими частицами мешает кластеризоваться и им тоже. Величина дисперсии скорости нейтрино зависит от их массы, а потому наблюдения за распределением плотности в

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Кухня Древнего мира» «Кухня Древнего мира»

О сырах, которые в Древнем Риме считались скромной пищей

N+1
Для чего нужен витамин А: комментарии врача Для чего нужен витамин А: комментарии врача

Зачем и кому нужен витамин А?

РБК
Жидкий свет сымитировал черную дыру Жидкий свет сымитировал черную дыру

Как ученые заставили поток поляритонов вести себя подобно черной дыре

N+1
Аналитики нашли сходство между россиянами и американцами в любви к роскоши Аналитики нашли сходство между россиянами и американцами в любви к роскоши

Потребности в роскоши у россиян очень схожи с жителями США

Forbes
Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста

Ильза Кох — одна из самых жестких представительниц гитлеровского режима

ТехИнсайдер
Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом

История Насти Головенкиной из Пермского края тянет на подвиг

Psychologies
«Краткая история Европы» «Краткая история Европы»

Отрывок из книги «Краткая история Европы» — о победе науки над церковью

N+1
Смена имени, сожжение знаменитостей и камень в подарок: 10 необычных новогодних традиций со всего мира Смена имени, сожжение знаменитостей и камень в подарок: 10 необычных новогодних традиций со всего мира

Странные новогодние традиции

Playboy
7 самых неудачливых героев фильмов ужасов 7 самых неудачливых героев фильмов ужасов

У этих героев каждый день — пятница, 13-е

Maxim
Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии

Модель эволюции магматического океана и первичной атмосферы на молодом Меркурии

N+1
Беседы с Михаилом Пиотровским: «Хороший тон: Разговоры запросто, записанные Ириной Кленской» Беседы с Михаилом Пиотровским: «Хороший тон: Разговоры запросто, записанные Ириной Кленской»

Отрывок из книги Ирины Кленской о музейных сокровищах и людях

СНОБ
Впечатлила «Игра в кальмара»? Лучшие южнокорейские фильмы с высоким рейтингом Впечатлила «Игра в кальмара»? Лучшие южнокорейские фильмы с высоким рейтингом

Южная Корея и правда подарила нам довольно много отличных фильмов и сериалов

Cosmopolitan
Газ монооксида иттрия сизифово охладили до одного микрокельвина Газ монооксида иттрия сизифово охладили до одного микрокельвина

Физики охладили монооксид иттрия до одного микрокельвина

N+1
А теперь про здоровье зубов и десен! А теперь про здоровье зубов и десен!

Эти правила застрахуют от запущенного пульпита и других проблем с зубами

Собака.ru
Могут ли в отношениях быть секреты Могут ли в отношениях быть секреты

Могут ли партнеры иметь какую-то приватность друг от друга?

GQ
Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей

Если хочется праздничного настроения, а пластиковой мишуры не хочется

Esquire
Мне под кожу запустить: что такое биоревитализация и для чего она нужна Мне под кожу запустить: что такое биоревитализация и для чего она нужна

Все о процедуре, которая помогает сделать кожу увлажненной и вернуть упругость

РБК
«Мы с мужем инфицированы, а наши дети — здоровы»: как я 20 лет живу с ВИЧ «Мы с мужем инфицированы, а наши дети — здоровы»: как я 20 лет живу с ВИЧ

Удивительная история нашей героини, которая живет с положительным ВИЧ-статусом

Cosmopolitan
Оказывается, психологическая устойчивость связана с ответом тела на стресс Оказывается, психологическая устойчивость связана с ответом тела на стресс

Стресс может ускорить старение организма

Популярная механика
Стресс и даже проблемы с психикой: шесть основных причин выпадения ресниц Стресс и даже проблемы с психикой: шесть основных причин выпадения ресниц

Почему ресницы могут выпадать?

Cosmopolitan
5 реальных способов ускорить ваш компьютер 5 реальных способов ускорить ваш компьютер

Сегодня мы рассмотрим несколько реальных способов ускорения работы компьютера

CHIP
«Мы понимали, что наши интересы в технологиях вызовут скепсис»: зачем производитель майонеза «Слобода» делает аэротакси «Мы понимали, что наши интересы в технологиях вызовут скепсис»: зачем производитель майонеза «Слобода» делает аэротакси

Производитель «Слободы» интересуется альтернативными источниками энергии

VC.RU
Могло быть иначе? Могло быть иначе?

Татьяна Филева — математик, пилот и руководитель авиакомпании

GQ
Трудности доказательного перехода Трудности доказательного перехода

Как данные, собираемые университетами, могут быть полезны

Наука
Как собрать майнинг ферму Как собрать майнинг ферму

Что представляет собой майнинг ферма, как она работает и как её собрать

CHIP
Подведем итоги: лучшие российские сериалы, которые вышли в 2021 году Подведем итоги: лучшие российские сериалы, которые вышли в 2021 году

Собрали все самое-самое, что сами смотрели с удовольствием в 2021 году

Cosmopolitan
Таштыкскую могилу с погребальными куклами и мумиями датировали III–IV веком Таштыкскую могилу с погребальными куклами и мумиями датировали III–IV веком

Археологи исследовали органические материалы из Оглахтинского могильника

N+1
Снукер: самый английский бильярд Снукер: самый английский бильярд

Разберемся, как играть в снукер, рассмотрим правила и особенности этой игры

Популярная механика
«Поколение сэндвича»: почему женщины старше 45 лет живут ради других «Поколение сэндвича»: почему женщины старше 45 лет живут ради других

Тем, кто заботится одновременно и о детях, и о родителях, приходится тяжело

Cosmopolitan
Юлия Харитонова: «Я изучаю все и везде!» Юлия Харитонова: «Я изучаю все и везде!»

Шеф-кондитер с 20-летним стажем о собственном бизнесе и настоящем шоколаде

Bones
Открыть в приложении