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

Грудное молоко помешало бактерии вызвать воспаление в кишечнике новорожденного Грудное молоко помешало бактерии вызвать воспаление в кишечнике новорожденного

Как материнское грудное молоко защает ребенка от дисбиоза и воспаления кишечника

N+1
Подарок из Мессины Подарок из Мессины

В эрмитажной коллекции хранится много документальных экспонатов прошлых веков

Дилетант
РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых

Как ученые подтвердили нейрогенез у взрослых

N+1
«Я боюсь эскалаторов»: как преодолеть фобию «Я боюсь эскалаторов»: как преодолеть фобию

История Саши, у которой эскалаторы вызывают панический страх

Psychologies
Читалка для компьютера: выбираем лучшую из бесплатных Читалка для компьютера: выбираем лучшую из бесплатных

Лучшие читалки для компьютера из бесплатных программ

CHIP
Почему кровь красная Почему кровь красная

Какого цвета бывает кровь?

Наука и жизнь
Одна вокруг света: старинная обсерватория и керамический город Одна вокруг света: старинная обсерватория и керамический город

150-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Скрученный двойной бислой трииодида хрома удивил физиков ферромагнетизмом Скрученный двойной бислой трииодида хрома удивил физиков ферромагнетизмом

Физики обнаружили ферромагнитный порядок

N+1
16 лучших эфирных масел от простуды и заложенности носа. Как их использовать? 16 лучших эфирных масел от простуды и заложенности носа. Как их использовать?

Эфирные масла могут облегчить симптомы простуды

Cosmopolitan
Мы такими не были. Правда ли, что зумеры за ЗОЖ, — и почему они такие? Мы такими не были. Правда ли, что зумеры за ЗОЖ, — и почему они такие?

Действительно ли молодые люди курят меньше?

Esquire
Топ-10 самых успешных (и богатых) российских спортсменов 2021 года Топ-10 самых успешных (и богатых) российских спортсменов 2021 года

Кто в 2021-м был самым успешным спорсменом и обогатился больше остальных

Maxim
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
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
Расчет идеального веса: 3 научных метода Расчет идеального веса: 3 научных метода

Чем грозит избыточная масса тела, какими методиками пользуются при подсчете веса

РБК
Мой рок–н–ролл Мой рок–н–ролл

Уютный и минималистичный интерьер для большой семьи

SALON-Interior
«Я понимала, что он умирает»: откровенный рассказ жены алкоголика «Я понимала, что он умирает»: откровенный рассказ жены алкоголика

Жуткая история борьбы с алкоголизмом

VOICE
А остальные им завидуют: топ-10 самых влиятельных российских звезд — 2021 А остальные им завидуют: топ-10 самых влиятельных российских звезд — 2021

Самые влиятельные звезды, которые особенно отличились своими успехами

Cosmopolitan
Главный специалист по продуктивности Google назвала 4 стратегии эффективного управления временем Главный специалист по продуктивности Google назвала 4 стратегии эффективного управления временем

Четыре совета, которые помогут вам усилить свой тайм-менеджмент

Inc.
От ремонта трофейных телевизоров до Уолл-стрит и спасения Навального. Жизнь благотворителя Дмитрия Зимина От ремонта трофейных телевизоров до Уолл-стрит и спасения Навального. Жизнь благотворителя Дмитрия Зимина

Дмитрий Зимин, бизнесмен и меценат, основатель сотового оператора «ВымпелКом»

СНОБ
Искусственный интеллект научился распознавать азиатские языки лучше человека: корейский, японский и китайский Искусственный интеллект научился распознавать азиатские языки лучше человека: корейский, японский и китайский

Что для ИИ представляют собой азиатские языки.

Популярная механика
Операция «Карусель: как работает ноу-хау от инспекторов ГИБДД Операция «Карусель: как работает ноу-хау от инспекторов ГИБДД

Инспекторы ГИБДД рассказали про хитрую схему наказания водителей

РБК
5 самых грозных боевых топоров прошлого: оружие настоящего воина 5 самых грозных боевых топоров прошлого: оружие настоящего воина

Какими топорами сражались в прошлом суровые воители во всем мире

Популярная механика
Если что, я мигом подлечу Если что, я мигом подлечу

Вот-вот мы сможем вырваться из потока машин и подняться над городской суетой

GQ
Специальный проект — Гороскоп 2022 Специальный проект — Гороскоп 2022

Астрологический прогноз на весь 2022 год

Vogue
Бритни Спирс Бритни Спирс

Правила жизни Бритни Спирс

Esquire
7 самых интересных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь 7 самых интересных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь

Солнечная система полна потенциальных мест, в которых могут выживать микробы

Популярная механика
С ними лучше не связываться: 4 самых мстительных знака зодиака С ними лучше не связываться: 4 самых мстительных знака зодиака

Есть такие люди, которых лучше обходить за версту: и есть такие знаки зодиака

VOICE
Как роман Как роман

Почему Франция — одна из законодательниц мод в книжном мире

Seasons of life
Особенности профориентации подростков Особенности профориентации подростков

Если подросток мечтает стать практикующим психологом

СНОБ
Физики разобрались с резонансными и нерезонансными задержками фотоионизации молекулы Физики разобрались с резонансными и нерезонансными задержками фотоионизации молекулы

Физики исследовали однофотонную фотоионизацию молекулы NO

N+1
Открыть в приложении