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

Археолог развел огонь по-неандертальски Археолог развел огонь по-неандертальски

Ученый проверил, насколько помогает пиролюзит для разведения огня

N+1
«Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы

Роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «имени такого-то»

Forbes
Что произойдет, если бросить пакет с мусором в вулкан? Что произойдет, если бросить пакет с мусором в вулкан?

Смогут ли вулканы «переварить» весь человеческий мусор?

ТехИнсайдер
Машинное отделение: что хорошего современные бьюти-аппараты могут сделать с кожей и лицом Машинное отделение: что хорошего современные бьюти-аппараты могут сделать с кожей и лицом

С чего начать погружение в мир бьюти-аппаратов?

Esquire
«Вселенная 25» — страшный эксперимент, который показал, что станет с человечеством, если создать «рай на Земле» «Вселенная 25» — страшный эксперимент, который показал, что станет с человечеством, если создать «рай на Земле»

Джон Кэлхун доказал: удовлетворение всех потребностей человека ведет к гибели

ТехИнсайдер
Женская сексуальность: как развить и проявлять Женская сексуальность: как развить и проявлять

Женская сексуальность — это не внешняя красота и не размер груди

Psychologies
Расточительство закончилось: как обеспечить медью потребности «зеленой» экономики Расточительство закончилось: как обеспечить медью потребности «зеленой» экономики

Компании увеличивают производство меди за счет умения работать с бедными рудами

Эксперт
Новая сексуальная жизнь в новом году Новая сексуальная жизнь в новом году

Полезны советы про секс или вредны — рассказывает семейный психолог

Psychologies
Группа «Земляне» Группа «Земляне»

Почему свобода, верность себе и танцы сегодня важнее покорения Вселенной

Vogue
Праздник по карману Праздник по карману

5 лайфхаков к Новому году: как не разориться на покупках

Лиза
Сумасшедший Назимов Сумасшедший Назимов

Три произведения, которым удалось вернуть правильные имена лишь спустя много лет

Дилетант
Алексей Ивашов: «Отец ушел из дома, и на этот раз все могло закончиться разводом» Алексей Ивашов: «Отец ушел из дома, и на этот раз все могло закончиться разводом»

В кино я наконец повидал родителей: Светлану Светличную и Владимира Ивашова

Коллекция. Караван историй
Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать

Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка сильнее, чем считалось

Популярная механика
Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным

Физики исследовали влияние эффектов когерентности

N+1
Прогресс или угроза: стоит ли нам бояться искусственного интеллекта Прогресс или угроза: стоит ли нам бояться искусственного интеллекта

Какие опасности несут в себе искусственный интеллект, цифровизация и роботизация

Популярная механика
Что делать, если сервис не может починить гаджет по гарантии? Что делать, если сервис не может починить гаджет по гарантии?

Многие сервисы затягивают ремонт под разными предлогами

CHIP
Герасим и топор, или Преступление без наказания Герасим и топор, или Преступление без наказания

Вероятно, это самое знаменитое описание преступления в мировой литературе

Дилетант
5 главных мифов о наборе веса в праздники 5 главных мифов о наборе веса в праздники

Самые популярные заблуждения о новогоднем рационе

Лиза
Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных

Как изменится медицина, если начнет внедрять решения на основе ИИ?

Популярная механика
Как набить себе цену Как набить себе цену

Всё, что нужно знать о чернильных узорах под кожей

Men’s Health
Что такое йога: советы для начинающих Что такое йога: советы для начинающих

Развенчиваем мифы о йоге и рассказываем, с чего начать

РБК
Глубоководный карьер: как добыть алмазы со дна океана Глубоководный карьер: как добыть алмазы со дна океана

«Погружение» горнодобывающих компаний на океанское дно

Популярная механика
75 м² 75 м²

Ритмичные линии в проекте Марии Степановой навеяны соседними панельными домами

AD
Вызываем грузчиков: 8 признаков, что вам пора съехаться Вызываем грузчиков: 8 признаков, что вам пора съехаться

Когда же наступает время съезжаться?

Cosmopolitan
Как оборвалась судьба Советского Союза Как оборвалась судьба Советского Союза

Как СССР пришел к Беловежскому соглашению и какую роль в нем сыграл ГКЧП

Эксперт
Фото на хрупкую память Фото на хрупкую память

Почему память распознает то, чего в ней нет

N+1
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
Что такое либидо и как его повысить Что такое либидо и как его повысить

Вокруг понятия либидо почти всегда возникают споры

РБК
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
Ритуал викингов «Кровавый орёл» был анатомически возможен Ритуал викингов «Кровавый орёл» был анатомически возможен

«Кровавый орёл» — выдумка или реально существовавший ритуал?

Популярная механика
Открыть в приложении