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

На римском памятнике впервые нашли артефакт из ископаемого трилобита На римском памятнике впервые нашли артефакт из ископаемого трилобита

Как архаичные люди могли использовать окаменелости трилобитов?

N+1
Еда будущего: что может появиться на наших столах уже к 2030 году Еда будущего: что может появиться на наших столах уже к 2030 году

Как изменится пища на нашем столе?

Популярная механика
Северный олень добрался до испанской Атапуэрки не меньше 243 тысяч лет назад Северный олень добрался до испанской Атапуэрки не меньше 243 тысяч лет назад

Испанские ученые обнаружили в Атапуэрке зуб северного оленя времен оледенений

N+1
10 самых дорогих мобильных телефонов в мире 10 самых дорогих мобильных телефонов в мире

Алмазы, платина, золото — представляем подборку самых дорогих мобильных

Популярная механика
Завтрак с Сократом Завтрак с Сократом

Философия повседневной жизни

kiozk originals
Выловленная в конце жаркого сезона рыба повысила риск заражения чадских собак дракункулезом Выловленная в конце жаркого сезона рыба повысила риск заражения чадских собак дракункулезом

Новый и малоизученный путь заражения дракункулезом

N+1
Издают ли северные сияния звуки, которые мы можем услышать? Ответ не так прост Издают ли северные сияния звуки, которые мы можем услышать? Ответ не так прост

Почему люди говорят, что северное сияние «свистит»?

Популярная механика
Фальк и египетская синяя: как в картине советского авангардиста нашли античный пигмент Фальк и египетская синяя: как в картине советского авангардиста нашли античный пигмент

Иногда верхние слои красок картин скрывают за собой нечто интересное

N+1
Больше не первая: как живет Мелания Трамп после отставки мужа-президента Больше не первая: как живет Мелания Трамп после отставки мужа-президента

Как поживает экс-первая леди Мелания Трамп.

Cosmopolitan
Безопасная среда: как она помогает исцелиться от психологической травмы Безопасная среда: как она помогает исцелиться от психологической травмы

Как обрести безопасность после травмирующих событий?

Psychologies
Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают

Исчезновение гелия сильно ударит по современной жизни

Популярная механика
Мультишеф Мультишеф

Вопрос не в том, что ты делаешь что-то не то, главное — зачем вообще это делаешь

Bones
Прогулки по Переделкино Прогулки по Переделкино

Сегодня мы отправимся на прогулку в городок писателей Переделкино

Отдых в России
Орден дружбы Байдена. Как президент США спас Путина и Абрамовича Орден дружбы Байдена. Как президент США спас Путина и Абрамовича

Америка решила, что Кремль нужно выводить из изоляции, чтобы он стал сговорчивее

СНОБ
«Ведьмак 3» и God of War — во что играют популярные порноактрисы «Ведьмак 3» и God of War — во что играют популярные порноактрисы

Рассказываем, какими играми любят занимать себя эти красавицы в свободное время

Maxim
Изменение сознания: история отношений россиян с алкоголем длиной в 30 лет Изменение сознания: история отношений россиян с алкоголем длиной в 30 лет

Решили изучить историю России — от сухого закона Михаила Горбачева до наших дней

Men’s Health
Как собрать майнинг ферму Как собрать майнинг ферму

Что представляет собой майнинг ферма, как она работает и как её собрать

CHIP
Страсть, родословная и бизнес: каким получился «Дом Gucci» Ридли Скотта Страсть, родословная и бизнес: каким получился «Дом Gucci» Ридли Скотта

Как фильм «Дом Gucci» раскрывает проблемы классовых привилегий, бизнеса, гендера

РБК
Азиатские штучки Азиатские штучки

Паназиатская кухня: почему её так сложно уместить под крышей одного ресторана?

Bones
Диана Анкудинова, Ирина Поник. Не такая, как все Диана Анкудинова, Ирина Поник. Не такая, как все

За плечами восемнадцатилетней Дианы Анкудиновой победа в шоу «Ты супер!» на НТВ

Коллекция. Караван историй
«Не смотрите наверх»: как Леонардо ДиКаприо и Дженифер Лоуренс спасают мир и фильм «Не смотрите наверх»: как Леонардо ДиКаприо и Дженифер Лоуренс спасают мир и фильм

«Не смотрите наверх» — политическая сатира о конце света

Forbes
Инструкция по достижению невозможного: как решать любые задачи с помощью нейробиологии Инструкция по достижению невозможного: как решать любые задачи с помощью нейробиологии

Отрывок из книги Стивена Котлера «Невозможное как стратегия»

Inc.
По следам Арсеньева По следам Арсеньева

Приморские трэвел-журналисты повторили части двух экспедиций Владимира Арсеньева

Отдых в России
Вираж ФРС: как регуляторы перестали верить во «временную» инфляцию Вираж ФРС: как регуляторы перестали верить во «временную» инфляцию

Почему выходящая статистика важнее любых обещаний центральных банков

Forbes
Убытки, наркотики и драки: в клубе Haçienda зародился британский эйсид-хаус, но он приносил владельцам одни проблемы Убытки, наркотики и драки: в клубе Haçienda зародился британский эйсид-хаус, но он приносил владельцам одни проблемы

Haçienda — пример того, как предпринимателям не стоит управлять клубом

VC.RU
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
Все новогодние традиции народов мира Все новогодние традиции народов мира

Что мы знаем о традициях празднования Нового года в разных странах мира?

Популярная механика
Чистка экосистемы, диалог с ЦБ и борьба с «Яндексом»: что «Сбер» рассказал инвесторам Чистка экосистемы, диалог с ЦБ и борьба с «Яндексом»: что «Сбер» рассказал инвесторам

Сбербанк подвел итоги первого года работы с новой трехлетней стратегией

Forbes
Активная позиция Активная позиция

Секс по правилам – твоим, конечно

Cosmopolitan
Как открыть и содержать гостиницу для животных в Москве и сколько на этом можно заработать Как открыть и содержать гостиницу для животных в Москве и сколько на этом можно заработать

Зоогостиница: помещение, персонал и более миллиона рублей на открытие

VC.RU
Открыть в приложении