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

Клопы использовали химическую сигнализацию пчел для охоты на них самих Клопы использовали химическую сигнализацию пчел для охоты на них самих

Клопы-хищнецы научились обманывать жертв, заманивая их в ловушку

N+1
Не заводится автомобиль: причины, их симптомы и решения Не заводится автомобиль: причины, их симптомы и решения

Что надо знать автомобилистам о причинах отказа запуска двигателя

РБК
«Гипотеза белых дыр» «Гипотеза белых дыр»

Почему снаружи белая дыра не отличается от черной

N+1
Как роман Как роман

Почему Франция — одна из законодательниц мод в книжном мире

Seasons of life
Скандинавская ходьба: глупый тренд или топовое упражнение для поддержания здоровья? Скандинавская ходьба: глупый тренд или топовое упражнение для поддержания здоровья?

Оказывают ли какой-то эффект палки в скандинавской ходьбе?

ТехИнсайдер
Саманта против: как Ким Кэтролл пошла наперекор проекту, сделавшему ее звездой Саманта против: как Ким Кэтролл пошла наперекор проекту, сделавшему ее звездой

Почему Ким Кэтролл, сыгравшая Саманту, так ненавидит «Секс в большом городе»

VOICE
Число Гуччи Число Гуччи

История семьи и бренда Гуччи в метрах, сыновьях, тюремных сроках и киллерах

Weekend
75 м² 75 м²

“Полосатая” квартира для семьи дизайнера Марии Нечаевой

AD
Как Роман Горюнов привел в Россию Apple и Tesla и вывел «СПБ Биржу» на IPO Как Роман Горюнов привел в Россию Apple и Tesla и вывел «СПБ Биржу» на IPO

Как Роман Горюнов построил и продал две российские биржи?

Forbes
Виктория Пархоменко: «В людях я ценю простоту» Виктория Пархоменко: «В людях я ценю простоту»

Шеф-кондитер Виктория Пархоменко — о профессии и источниках вдохновения

Bones
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
Кодинг только для девушек: зачем создавать женские образовательные программы в IT Кодинг только для девушек: зачем создавать женские образовательные программы в IT

Зачем создавать безопасную среду для женщин в IT и как это делать?

Forbes
Самые странные вещи, которые продавали на NFT-аукционах Самые странные вещи, которые продавали на NFT-аукционах

От твита до вида на жительство — что продают на NFT-аукционах?

GQ
Старомодная женственность — способ (не) похоронить отношения: мнение женщин Старомодная женственность — способ (не) похоронить отношения: мнение женщин

Женственность в мире, где многие больше не хотят следовать стереотипам

Psychologies
Текила, йога и опционы: как Адам Нейман мотивировал сотрудников WeWork Текила, йога и опционы: как Адам Нейман мотивировал сотрудников WeWork

Отрывок из книги "Миллиард за мечту" об империи WeWork и её крахе

Forbes
Проблемы на работе, о которых мы чаще всего говорим в терапии Проблемы на работе, о которых мы чаще всего говорим в терапии

Терапия помогает справиться с вопросами, касающимися работы

Psychologies

Мюзикл — одна из главных форм массового развлечения XX века

Esquire
Рестарт, внимание, марш! Рестарт, внимание, марш!

Перезапускаем карьеру

Cosmopolitan
«Мне будет 100 лет? Я не верю»: умерла легендарная комическая актриса Бетти Уайт «Мне будет 100 лет? Я не верю»: умерла легендарная комическая актриса Бетти Уайт

В последний день года умерла знаменитая американская актриса Бетти Уайт

Cosmopolitan
«Окно» в культуру: зачем Аркадий Ротенберг тратит миллионы на оперное образование «Окно» в культуру: зачем Аркадий Ротенберг тратит миллионы на оперное образование

В театре «Новая опера» в саду «Эрмитаж» второй сезон открыто «Окно»

Forbes
Почему автомобильные шины черного цвета Почему автомобильные шины черного цвета

Из чего сделаны автомобильные шины?

Популярная механика
Польза миндаля для мужчин: 12 свойств, за которые мы его ценим Польза миндаля для мужчин: 12 свойств, за которые мы его ценим

Миндаль — суперпродукт для мужского здоровья

Playboy
«Хочу выиграть в лотерею»: как загадывать желания, чтобы они сбывались «Хочу выиграть в лотерею»: как загадывать желания, чтобы они сбывались

Ритуал загадывания желаний в новогоднюю ночь имеет почти мистическую силу

Cosmopolitan
«Я зачем-то спрятал все кроссовки в доме» «Я зачем-то спрятал все кроссовки в доме»

Реальные истории людей-лунатиков

Лиза
Сирийско-российская подводная археология Сирийско-российская подводная археология

Пять тысячелетий ближневосточной жизни — под водой

Наука
Операция «Антропоид» Операция «Антропоид»

Даже среди марок нацистской Германии этот экземпляр отличается своей мрачностью

Дилетант
Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии

Египтологи обнаружили, что древние грабители гробниц оторвали ему голову

N+1
Советский деликатес: почему врачи рекомендуют есть печень трески зимой Советский деликатес: почему врачи рекомендуют есть печень трески зимой

Вкусная, источник незаменимых витаминов и микроэлементов — все это печень трески

РБК
Патриотическая песня Патриотическая песня

Как композитор Михаил Глинка дважды стал героем сталинской пропаганды

Дилетант
Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи

Меланин — пигмент, который содержится в волосах, коже и радужной оболочке глаз

РБК
Открыть в приложении