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

Ученые утяжелили фекалии планктона минеральной пылью Ученые утяжелили фекалии планктона минеральной пылью

Минеральная пыль делает его фекалии планктона более плотными

N+1
Поверила в себя Поверила в себя

Юлия Снигирь рассказала, как персонаж заставил ее пересмотреть отношение к себе

Grazia
Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы

Как спланировать свой отпуск, чтобы получить от него максимальную пользу

Psychologies
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
«Служебный роман» наоборот: как влюбить в себя начальника (профессионально, конечно!) «Служебный роман» наоборот: как влюбить в себя начальника (профессионально, конечно!)

Какими качествами обладает идеальный сотрудник?

Maxim
Восстановительный фитнес: упражнения после родов Восстановительный фитнес: упражнения после родов

Как правильно и эффективно вернуться к физическим нагрузкам после родов?

9 месяцев
Что мы пьем: 8 популярных вопросов о питьевой воде Что мы пьем: 8 популярных вопросов о питьевой воде

Эксперты разрушили самые распространенные заблуждения о водопроводной воды

Популярная механика
ГЭС в низинных тропиках оказались угрозой для местообитаний тигра и ягуара ГЭС в низинных тропиках оказались угрозой для местообитаний тигра и ягуара

Плотины затопили уже суммарно почти 40 тысяч квадратных километров ареалов кошек

N+1
«В молодости надо зарабатывать, а когда построишь бизнес — отдавать. Бизнес провалится без доброго взгляда на мир» «В молодости надо зарабатывать, а когда построишь бизнес — отдавать. Бизнес провалится без доброго взгляда на мир»

Что Дмитрий Зимин думал о создании компании, просветительстве и предпринимателях

VC.RU
Когда вы на грани: что такое нервный срыв и как с ним справиться Когда вы на грани: что такое нервный срыв и как с ним справиться

Что такое нервный срыв, почему он возникает и как себя проявляет

Forbes
Спорный руководитель, защитник от политиков и сторонник децентрализации: кем был Джек Дорси для Twitter Спорный руководитель, защитник от политиков и сторонник децентрализации: кем был Джек Дорси для Twitter

Что Джек Дорси сделал для социальной сети Twitter

VC.RU
10 поразительных светящихся существ 10 поразительных светящихся существ

Биолюминесценция — способность живых организмов светиться

Популярная механика
Испанский маникюр: быстро делается и удлиняет ногти Испанский маникюр: быстро делается и удлиняет ногти

Не знаешь, что бы такого интересного сделать на ногтях в этот раз?

Cosmopolitan
Полный вперед Полный вперед

Дизайнеры снова размышляют о будущем, думают, сбылись ли прошлые модные прогнозы

Vogue
Шапендуа Шапендуа

Шапендуа — собака, которой предписано быть немытой и нестриженой

Weekend
Фрагменты параллельной жизни Фрагменты параллельной жизни

«Новая мобильность» впервые показала себя альтернативой традиционным мотоциклам

Эксперт
Фишинговые атаки: как противостоять интернет-мошенничеству Фишинговые атаки: как противостоять интернет-мошенничеству

Как защитить себя от злоумышленников в интернете?

Популярная механика
Заманчивые острова Заманчивые острова

Сахалинская область становится все популярнее у туристов и бизнесменов

Отдых в России
Герасим и топор, или Преступление без наказания Герасим и топор, или Преступление без наказания

Вероятно, это самое знаменитое описание преступления в мировой литературе

Дилетант
Вещество из виноградных косточек предложили использовать против старения Вещество из виноградных косточек предложили использовать против старения

Вещество из винограда убивает состарившиеся клетки или тормозит их активность

N+1
Один из родителей изменяет. Что делать? Один из родителей изменяет. Что делать?

Как быть: раскрыть тайну или молчать во имя семейного счастья?

Psychologies
Преступления лондонского расчленителя кошек приписали лисицам-падальщицам Преступления лондонского расчленителя кошек приписали лисицам-падальщицам

Ученые выяснили, кто стоит за волной расчленений кошек, охватившей Лондон

N+1
Коротко о главном Коротко о главном

Сценарист и режиссер Надин Лабаки о ее коротком метре

Harper's Bazaar
Что скрывается за мифами о распаде Советского Союза Что скрывается за мифами о распаде Советского Союза

Самые интересные высказывания о мифах о развале СССР

Эксперт
Анатолий Зверев: вечная любовь Анатолий Зверев: вечная любовь

Анатолия Зверева любят многие и по-разному

СНОБ
Детеныши «единорогов» Детеныши «единорогов»

Forbes составил первый рейтинг самых многообещающих стартапов

Forbes
Чулпан Хаматова — Forbes: «Эффективность фонда не означает потерю человечности» Чулпан Хаматова — Forbes: «Эффективность фонда не означает потерю человечности»

Чулпан Хаматова — о том, как сделать благотворительность эффективной и понятной

Forbes
Австралийский физик уточнил понятие нейтринного пола в физике темной материи Австралийский физик уточнил понятие нейтринного пола в физике темной материи

Высота этого пола иногда на порядок отличается от используемого ранее

N+1
6 неявных признаков друга-нарцисса 6 неявных признаков друга-нарцисса

Многие нарциссы достаточно умны, чтобы хорошо маскироваться

Psychologies
Неореализм Неореализм

Киану Ривз, человек в Голливуде, который нравится абсолютно всем

Esquire
Открыть в приложении