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

Знатным скандинавам эпохи викингов приглянулся мех бобра Знатным скандинавам эпохи викингов приглянулся мех бобра

Бобровый мех выступал для местной скандинавской верхушки предметом роскоши

N+1
Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали

Какие заболевания могут ожидать персонажей киновселенной Marvel в будущем

Популярная механика
Телескопы, звезды и темная материя: 5 женщин, которые изменили астрономию Телескопы, звезды и темная материя: 5 женщин, которые изменили астрономию

Космические открытия, сделанные героинями этой подборки

Forbes
Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok

О том, как устроена экономика TikTok и почему брендам важны ролики обычных людей

VC.RU
Чайлдфри приняли свое решение еще подростками и не изменили ему в сорок лет Чайлдфри приняли свое решение еще подростками и не изменили ему в сорок лет

Ученые выяснили: к решению не иметь детей люди приходят еще подростками

N+1
«Подкаст — это интимная история». Алекс Дубас о феномене «анны аТмаховой» и подкастинге вообще «Подкаст — это интимная история». Алекс Дубас о феномене «анны аТмаховой» и подкастинге вообще

Радиоведущий Алексей Дубасов — о новой этике, жизни радио в эру подкастов

СНОБ
Дом с колоннами. Прошлое и будущее челябинского «Молодежного театра» Дом с колоннами. Прошлое и будущее челябинского «Молодежного театра»

Как бывший народный дом превратился в площадку для театральных экспериментов

СНОБ
История о том, как ветеран ВВС США сделал из военного самолета дом на колесах История о том, как ветеран ВВС США сделал из военного самолета дом на колесах

Ветеран ВВС США превратил самолет в роскошный дом на колесах

Популярная механика
Директор фонда «Дети Наши» — Forbes: «НКО и бизнес друг друга опыляют» Директор фонда «Дети Наши» — Forbes: «НКО и бизнес друг друга опыляют»

Варвара Пензова рассказывает, как подружить бизнес с благотворительностью

Forbes
Как и куда начать инвестировать с нуля: раскладываем все в твоей голове по полочкам Как и куда начать инвестировать с нуля: раскладываем все в твоей голове по полочкам

Советы для начинающих инвесторов

Playboy
Топ-10 самых дорогих карт с покемонами: готовы выложить 28 млн рублей? Топ-10 самых дорогих карт с покемонами: готовы выложить 28 млн рублей?

Pokémon TCG стала настолько популярной, что карточки теперь стоят немалых денег

Популярная механика
43 м² 43 м²

Цветовая гамма в квартире оттеняет живопись из коллекции хозяйки

AD
Шапендуа Шапендуа

Шапендуа — собака, которой предписано быть немытой и нестриженой

Weekend
Как «Союзмультфильм» перезапускает «Ну, погоди\!» и почему не все этим довольны Как «Союзмультфильм» перезапускает «Ну, погоди\!» и почему не все этим довольны

Как возрождение Союзмультфильма сопровождается отрицанием

GQ
Букет в цветочном горшке Букет в цветочном горшке

Красивые комнатные растения с недолгим сроком жизни

Наука и жизнь
Химики завернули молекулу в ленту Мебиуса Химики завернули молекулу в ленту Мебиуса

Макроцикл с закрученными цепочками атомов проявил необычные свойства в растворе

N+1
Археологи обнаружили в Норвегии артефакты с руническими надписями Археологи обнаружили в Норвегии артефакты с руническими надписями

Найденная руна, по всей видимости, представляет собой молитву

N+1
Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только

Кара Делевинь — девушка, на которую мечтают быть похожими миллионы девушек

Cosmopolitan
Мотоцикл в качестве бонуса и зарплата $92 тысячи в год: как ИТ-компании в Индии привлекают таланты Мотоцикл в качестве бонуса и зарплата $92 тысячи в год: как ИТ-компании в Индии привлекают таланты

Почему Индия переживает крупнейший за восемь лет бум найма сотрудников

VC.RU
«Год Тигра встречаю в новом платье»: Анна Бегунова о новогодних традициях «Год Тигра встречаю в новом платье»: Анна Бегунова о новогодних традициях

Анна Бегунова подвела итоги 2021-го и рассказала, как готовится к новому году

Cosmopolitan
Оцифровать и не пустить: почему болельщики боятся Fan ID Оцифровать и не пустить: почему болельщики боятся Fan ID

Государство планирует ввести цифровой паспорт болельщика

Эксперт
Эксклюзивное интервью Стаса Пьехи о проекте «Суперстар! Возвращение» Эксклюзивное интервью Стаса Пьехи о проекте «Суперстар! Возвращение»

Стас Пьеха рассказал об отношении к популярному шоу и творческих планах

Cosmopolitan
Мировое правительство Мировое правительство

Тайны женщин семейства Ротшильд

Tatler
2400 лошадей под капотом: анонсирован проект шестиколесного, невероятно мощного электрокара от Hennessey Performance 2400 лошадей под капотом: анонсирован проект шестиколесного, невероятно мощного электрокара от Hennessey Performance

Джон Хеннесси задумал создать настоящего монстра из семейства электромобилей

Популярная механика
Как вы справляетесь с аэрофобией? Как вы справляетесь с аэрофобией?

Лев Рубинштейн об аэрофобии и способах ее преодоления

GQ
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
Если завтра в поход. Пора ли нам начинать бояться большой войны Если завтра в поход. Пора ли нам начинать бояться большой войны

Станет ли взаимный страх тормозом для лидеров стран?

СНОБ
Как Фрэнсис Хауген показала миру темную сторону Facebook и попала в рейтинг Forbes Как Фрэнсис Хауген показала миру темную сторону Facebook и попала в рейтинг Forbes

Бывшая сотрудница Facebook обнародовала внутренние документы компании

Forbes
То, как вы ссоритесь, может многое рассказать о вашей паре То, как вы ссоритесь, может многое рассказать о вашей паре

Распространенные сценарии конфликтов в отношениях

Psychologies
Как пить дать: антипохмельный гид Esquire Как пить дать: антипохмельный гид Esquire

Как свести негативное влияние алкоголя на здоровье к минимуму?

Esquire
Открыть в приложении