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

Нечеловеческим животным отказали в чувстве справедливости Нечеловеческим животным отказали в чувстве справедливости

Ученые не обнаружили у животных непринятия несправедливости

N+1
Убегающие от быков люди указали на новый тип пешеходной динамики Убегающие от быков люди указали на новый тип пешеходной динамики

Коллаборация физиков разобралась с поведением толпы во время бычьих бегов

N+1
Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами

Японские инженеры разработали биогибридную руку с человеческими мышцами

N+1
Археологи впервые обнаружили курган андроновской культуры к югу от Абакана Археологи впервые обнаружили курган андроновской культуры к югу от Абакана

Ученые раскопали девять могил бронзового века андроновской культуры

N+1
Оседлать единорога: 10 шагов невротика к спокойной жизни Оседлать единорога: 10 шагов невротика к спокойной жизни

Какие действия помогают обрести долгожданное спокойствие

Psychologies
Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом

История Насти Головенкиной из Пермского края тянет на подвиг

Psychologies
История одной песни: «Pretty Fly (for a White Guy)», The Offspring, 1998 История одной песни: «Pretty Fly (for a White Guy)», The Offspring, 1998

Песня про белых парней, которые притворяются черными

Maxim
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
Бодишейминг: что это и как ему противостоять Бодишейминг: что это и как ему противостоять

В чем причины бодишейминга, чем он опасен и как ему противостоять

РБК
Гаргульи Гарибальди Гаргульи Гарибальди

Готический замок в селе Хрящевка притягивает тысячи туристов

Отдых в России
«Мы с мужем инфицированы, а наши дети — здоровы»: как я 20 лет живу с ВИЧ «Мы с мужем инфицированы, а наши дети — здоровы»: как я 20 лет живу с ВИЧ

Удивительная история нашей героини, которая живет с положительным ВИЧ-статусом

Cosmopolitan
Махершала Али — Forbes: «Для создателей фильмов кинотеатр — это убежище» Махершала Али — Forbes: «Для создателей фильмов кинотеатр — это убежище»

Махершала Али в фильме «Лебединая песня»

Forbes
Аплодисменты для медведя Аплодисменты для медведя

Корреспондент Юлия Тихонова побывала на вершине Северного Басега

Отдых в России
Сергей Саркисян: Дети рецессии. Почему россияне боятся инвестировать Сергей Саркисян: Дети рецессии. Почему россияне боятся инвестировать

Число участников финансового рынка в России за последние два года выросло

СНОБ
Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов

Исследователи создали часы, по которым можно оценивать возраст голого землекопа

N+1
Вавилов и шефы Вавилов и шефы

Коллекция растений Вавилова — это гарантия продовольственной безопасности

Bones
Можно ли управлять эмоциональным «похмельем»? Объясняет психолог Можно ли управлять эмоциональным «похмельем»? Объясняет психолог

Что такое эмоциональное «похмелье» и как им управлять?

Inc.
О чем надо помнить инвесторам при выборе ESG-стратегии О чем надо помнить инвесторам при выборе ESG-стратегии

Рынок устойчивых инвестиций до сих пор не сбалансирован и имеет ряд проблем

Forbes
Как обустроить домашнюю студию звукозаписи при скромном бюджете Как обустроить домашнюю студию звукозаписи при скромном бюджете

Секреты создания домашней студии звукозаписи

VC.RU
Зрелище за 3 млн рублей: как устроен сезонный бизнес организаторов фейерверков Зрелище за 3 млн рублей: как устроен сезонный бизнес организаторов фейерверков

Как готовятся к запуску фейерверка и что может пойти не так?

VC.RU
Boulevard Depo и SP4K — о дружбе, новом EP Qwerty Lang и ценности фольклора Boulevard Depo и SP4K — о дружбе, новом EP Qwerty Lang и ценности фольклора

Boulevard Depo и SP4K о дружбе, черном юморе и отсылкам к русской культуре

Esquire
«Чувствую себя лучше, чем в 20»: как исполнить все свои мечты на пенсии «Чувствую себя лучше, чем в 20»: как исполнить все свои мечты на пенсии

История нашей читательницы, которая в 60 лет не побоялась сменить профессию

Psychologies
Атака на «Озеро» Атака на «Озеро»

Прельжокаж начинал как варвар — переиначивал классику, а сегодня — сам классик

Seasons of life
Почему мы выбираем отношения, в которых страдаем? Почему мы выбираем отношения, в которых страдаем?

Почему же раз за разом мы попадаем в отношения, в которых нам делают больно

Psychologies
Острый момент: 7 ошибок, которые ты допускаешь при бритье зоны бикини Острый момент: 7 ошибок, которые ты допускаешь при бритье зоны бикини

Самые распространенные ошибки, которые ты допускаешь при бритье зоны бикини

Cosmopolitan
Если тебя нет в инстаграме, значит тебя нет: куда нас приведут соцсети и экономика внимания Если тебя нет в инстаграме, значит тебя нет: куда нас приведут соцсети и экономика внимания

Почему человеческое внимание теперь ценится больше человеческой жизни

Esquire
Как мы компенсируем отсутствие любви к себе: 5 типичных ошибок Как мы компенсируем отсутствие любви к себе: 5 типичных ошибок

Чем мы пытаемся заполнить пустоту внутри себя?

Psychologies
Спорт в любое время года: можно ли заниматься бегом зимой Спорт в любое время года: можно ли заниматься бегом зимой

Что необходимо знать о беге при низких температурах и как бегать правильно

Популярная механика
Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен

О крутом нраве Петра I ходили легенды, и все жены государя познали его гнев

Cosmopolitan
Найден более быстрый маршрут к форме Найден более быстрый маршрут к форме

Конкретные советы о том, как растить ваш бицепс

Men’s Health
Открыть в приложении