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

«История богатства на Западе. Как боги среди людей» «История богатства на Западе. Как боги среди людей»

Как технические инновации приводили к богатству и высокому статусу

N+1
35 м² 35 м²

Бетонная квартира основателя студии Geometrium Алексея Иванова

AD
Большое плавание Большое плавание

Экскурсия по «Планете Океан»

Weekend
Омлет с сахаром Омлет с сахаром

Открываем французскую литературу для детей

Seasons of life
Завтрак с Сократом Завтрак с Сократом

Философия повседневной жизни

kiozk originals
Учить и любить: каким мы запомним режиссера Сергея Соловьева Учить и любить: каким мы запомним режиссера Сергея Соловьева

Каким нам запомнится режиссер «Ассы» и других культовых фильмов

Forbes
Суд Лондона обязал премьера ОАЭ выплатить сбежавшей жене рекордные $730 млн Суд Лондона обязал премьера ОАЭ выплатить сбежавшей жене рекордные $730 млн

Крупнейшая компенсация по бракоразводным процессам в истории британских судов

Forbes
Глубоководный карьер: как добыть алмазы со дна океана Глубоководный карьер: как добыть алмазы со дна океана

«Погружение» горнодобывающих компаний на океанское дно

Популярная механика
Сергей Рулев: «Я не диктую публике вкусы, это слишком высокомерно» Сергей Рулев: «Я не диктую публике вкусы, это слишком высокомерно»

Сергей Рулев — бренд-шеф-кондитер по разработке концептуальных десертов

Bones
Жизнь в стиле эко Жизнь в стиле эко

5 шагов, которые помогут прийти к более осознанному потреблению

Playboy
Мигрень: симптомы, причины, лечение Мигрень: симптомы, причины, лечение

Откуда берется мигрень и как минимизировать её проявления

РБК
Сухой закон: как спасти кожу в холода Сухой закон: как спасти кожу в холода

Как спасти кожу от обезвоживания и сухости

Добрые советы
От рабыни-славянки до султанши: история знаменитой красавицы Хюррем От рабыни-славянки до султанши: история знаменитой красавицы Хюррем

Прошло несколько сотен лет, но интерес людей к этой Хюррем не угасает

Cosmopolitan
Вечная история о насилии и отчуждении: «Заводному апельсину» — 50 лет. Вспоминаем великий фильм Стэнли Кубрика Вечная история о насилии и отчуждении: «Заводному апельсину» — 50 лет. Вспоминаем великий фильм Стэнли Кубрика

Как Кубрику удалось снять один из лучших фильмов об изоляции и бунте?

Esquire
Мыли и снова пользовались: история презервативов с древности до наших дней Мыли и снова пользовались: история презервативов с древности до наших дней

Какими были презервативы в древности и какими они стали сегодня

Cosmopolitan
Звезда Немезида: тайный близнец Солнца мог привести к массовому вымиранию и гибели динозавров Звезда Немезида: тайный близнец Солнца мог привести к массовому вымиранию и гибели динозавров

Где-то на задворках нашей звездной системы прячется "отторгнутый" близнец Солцна

Популярная механика
Одним махом Одним махом

Как гиперзвуковые технологии меняют мир и почему Россия «впереди планеты всей»

Популярная механика
«Мы созданы друг для друга»: как нас используют интернет-мошенники «Мы созданы друг для друга»: как нас используют интернет-мошенники

Читательница рассказала о том, как она и ее подруга попали в виртуальную ловушку

Psychologies
Блуд, искусство и смерть в Венеции Блуд, искусство и смерть в Венеции

Из чего состоит венецианский миф

Weekend
Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать

Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка сильнее, чем считалось

Популярная механика
Жилой мэтр Жилой мэтр

Мельников и Ле Корбюзье: что было общего и разного у именитых архитекторов?

Seasons of life
Вставили сенсор от смартфона и добавили нейросети: зачем стартап Opal попытался заново изобрести веб-камеру Вставили сенсор от смартфона и добавили нейросети: зачем стартап Opal попытался заново изобрести веб-камеру

Получилось ли у стартап Opal создать «лучшее решение для удалённой работы»

VC.RU
Самое большое летающее животное на Земле могло прыгать больше чем на два метра в высоту Самое большое летающее животное на Земле могло прыгать больше чем на два метра в высоту

Как именно кетцалькоатлю удавалось летать?

Популярная механика
ТОП-5 крошечных домов 2021 года ТОП-5 крошечных домов 2021 года

Самые интересные крошечные дома 2021 года

Популярная механика
ESG: как заработать на ответственном инвестировании ESG: как заработать на ответственном инвестировании

Как не поддаться моде и научиться инвестировать в хорошие компании?

Forbes
Не только «Великолепный век»: 10 турецких сериалов, которые ты еще не видела Не только «Великолепный век»: 10 турецких сериалов, которые ты еще не видела

Какие турецкие сериалы стоит посмотреть

Cosmopolitan
Живые ёлки напрокат: сколько стоит реализовать экопроект и можно ли на нём заработать Живые ёлки напрокат: сколько стоит реализовать экопроект и можно ли на нём заработать

Как маркетолог Любовь Чернышева основала проект «Живые ёлки напрокат»

VC.RU
Новгородцам XI века приглянулось катание на костяных коньках Новгородцам XI века приглянулось катание на костяных коньках

Катание на коньках было популярно во второй половине XI — начале XIII века

N+1
Бык vs корова Бык vs корова

Среди ценителей гриля новый тренд - выбирать мясо молочных пород

Men’s Health
Олег Нестеров — о шведском столе контента, влюбленности и Альфреде Шнитке Олег Нестеров — о шведском столе контента, влюбленности и Альфреде Шнитке

Олег Нестеров о советской киномузыке и свободе, рождающейся из ограничений

РБК
Открыть в приложении