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

Древняя ДНК указала на обмен генами между охотниками-собирателями Северной Африки и Европы Древняя ДНК указала на обмен генами между охотниками-собирателями Северной Африки и Европы

Население Восточного Магриба сохраняло преемственность от охотников-собирателей

N+1
Новая вакцина против старения увеличила продолжительность жизни мышей. А с людьми так сработает? Новая вакцина против старения увеличила продолжительность жизни мышей. А с людьми так сработает?

Ученые на шаг приблизились к созданию вакцины от старения

Популярная механика
Как работает Межвселенский насос – удивительный источник энергии, придуманный Айзеком Азимовым Как работает Межвселенский насос – удивительный источник энергии, придуманный Айзеком Азимовым

Как работает насос между вселенными и как Азимов изобрел его

ТехИнсайдер
На своих двоих На своих двоих

Сколько времени без вреда для ног можно проводить в разной обуви

Лиза
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни

Система автономного вождения способна на многое

Playboy
Собираемся на Dakar: как готовятся к заездам участники ралли-марафона Собираемся на Dakar: как готовятся к заездам участники ралли-марафона

Вот уже 44 лет «Дакар» — это мечта для многих мальчишек и девчонок

Популярная механика
Для любителей загадок: лучшие детективные сериалы 2021 года Для любителей загадок: лучшие детективные сериалы 2021 года

Безумно увлекательные детективные сериалы

Cosmopolitan
Канадские мамонты пережили ледниковый период Канадские мамонты пережили ледниковый период

Палеогенетики обнаружили ДНК животных в образцах моложе 10000 лет

N+1
Нет повести актуальнее Нет повести актуальнее

«Вестсайдская история»: Стивен Спилберг и его Шекспир, Бернстайн и Нью-Йорк

Weekend
Знаки судьбы Знаки судьбы

Вещие сны и предчувствия – как научиться видеть и понимать эти сигналы?

Лиза
7 причин, почему трескаются губы – и как их быстро залечить 7 причин, почему трескаются губы – и как их быстро залечить

Потрескавшиеся губы – самая, кажется, распространенная «зимняя» проблема

Cosmopolitan
Зачем фотографировать плиту перед выходом из дома? Зачем фотографировать плиту перед выходом из дома?

Что нужно сделать перед отъездом? Сфотографировать плиту

Cosmopolitan
Доказал, что миллиардеры не видят разницы между вином за $500 и $10 тысяч: история Руди Курниавана Доказал, что миллиардеры не видят разницы между вином за $500 и $10 тысяч: история Руди Курниавана

Как Руди Курниаван обманул миллиардеров более, чем на $35 млн?

VC.RU
«Это меня вымотало, съело, сожрало, выплюнуло, пережевало и заморозило» «Это меня вымотало, съело, сожрало, выплюнуло, пережевало и заморозило»

Иван Янковский о роли Анатолия Карпова в фильме «Чемпион мира»

Weekend
Топ игр для слабых ПК: чем занять себя в свободное время Топ игр для слабых ПК: чем занять себя в свободное время

Экшены, шутеры и гонки для слабых ПК — выбирай на свой вкус!

Playboy
Эвакуатор для своих: бармен из Санкт-Петербурга придумал как заработать, когда закрыли общепит Эвакуатор для своих: бармен из Санкт-Петербурга придумал как заработать, когда закрыли общепит

Как бармен переоборудовал грузовик и стал частным эвакуатором

VC.RU
5 стран мира с четырехдневной рабочей неделей 5 стран мира с четырехдневной рабочей неделей

Потому что два выходных — хорошо, а три — еще лучше!

Playboy
15 мыслей Алексея Пивоварова 15 мыслей Алексея Пивоварова

Алексей Пивоваров — о телевидении, пилотировании и цензуре в новых медиа

GQ
5 причин, по которым ты набираешь вес во время месячных 5 причин, по которым ты набираешь вес во время месячных

На сколько нормально поправиться во время месячных?

Cosmopolitan
Труды и дни принцессы Уэльской: почему Диана до сих пор остается кумиром в Британии Труды и дни принцессы Уэльской: почему Диана до сих пор остается кумиром в Британии

Почему Диана до сих пор остается образцом инфлюенс-маркетинга в социальной сфере

Forbes
Короли и любовники: какие инстинкты управляют боссами Короли и любовники: какие инстинкты управляют боссами

Какие инстинкты и мотивы руководят боссом и что для него важно

Forbes
Портрет новой российской науки: Иван Клочков — физик, который делает алмазы из газа Портрет новой российской науки: Иван Клочков — физик, который делает алмазы из газа

Физик Иван Клочков: наука — это возможность по-новому взглянуть проблему

Esquire
Тусовки будущего: все, что нужно знать о секс-вечеринках в России Тусовки будущего: все, что нужно знать о секс-вечеринках в России

В последние пару лет в крупных городах России наблюдается бум секс-вечеринок

Playboy
Zoom, Discord или Microsoft Teams? Плюсы и минусы популярных программ для видеоконференций Zoom, Discord или Microsoft Teams? Плюсы и минусы популярных программ для видеоконференций

5 программ, которые помогут тебе поддерживать связь с коллегами

Maxim
Круче микроскопа: как отсканировать рельеф молекулы Круче микроскопа: как отсканировать рельеф молекулы

Что модно рассмотреть через атомный силовой микроскоп?

Популярная механика
От виски и ростбифа до магии и дворцовых переворотов: 5 идей для тех, кто не знает, что подарить близким От виски и ростбифа до магии и дворцовых переворотов: 5 идей для тех, кто не знает, что подарить близким

5 книг, среди которых точно найдется подарок для каждого

Популярная механика
Масло черного тмина: польза, противопоказания, научные данные Масло черного тмина: польза, противопоказания, научные данные

Полезные свойства тмина

РБК
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
Маски сброшены: как музеи восстанавливают шедевры с помощью новых технологий Маски сброшены: как музеи восстанавливают шедевры с помощью новых технологий

Последние технологии для атрибуции, диагностики и реставрации шедевров

Forbes
Открыть в приложении