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

«Почему мы помним. Как раскрыть способность памяти удерживать важное» «Почему мы помним. Как раскрыть способность памяти удерживать важное»

Как гиппокамп участвует в работе памяти

N+1
Неприличные удовольствия приличных людей Неприличные удовольствия приличных людей

Любимые произведения Джейн Остен, Льва Толстого, Стэнли Кубрика и других

Weekend
Астрономы заметили в космосе таинственную идеальную сферу Астрономы заметили в космосе таинственную идеальную сферу

Объект Телиос: совершенная сфера неизвестного происхождения

ТехИнсайдер
От дутиков до чукка-бутс: 7 пар трендовой зимней обуви От дутиков до чукка-бутс: 7 пар трендовой зимней обуви

Если ты думаешь, какая зимняя обувь достойна твоих денег, мы тебе поможем

Playboy
Я вижу, о чем вы думаете Я вижу, о чем вы думаете

Как агенты ФБР читают людей

kiozk originals
Как из любовного треугольника снова сделать пару Как из любовного треугольника снова сделать пару

В каждом любовном треугольнике есть третья сторона. Как с ней расстаться?

Psychologies
Плач Ярослава Плач Ярослава

Иногда плакать разрешается даже мужчинам

Men’s Health
35 м² 35 м²

Бетонная квартира основателя студии Geometrium Алексея Иванова

AD
О себе нестыдном О себе нестыдном

Дмитрий Быков о том, как он читает себя

Weekend
Чем короче юбка — тем меньше счет: 5 заведений, которые предлагают необычные скидки Чем короче юбка — тем меньше счет: 5 заведений, которые предлагают необычные скидки

Гении ресторанного креатива

Playboy
Как снизить риски энергоперехода для России Как снизить риски энергоперехода для России

Нужна программа по привлечению частных инвестиций в производство зеленой энергии

Forbes
Аглая Тарасова Аглая Тарасова

Аглая Тарасова — о любимых городах, людях и эмоциях

Собака.ru
Сэндвич-увлажнение: что это за бьюти-техника и почему к ней стоит присмотреться Сэндвич-увлажнение: что это за бьюти-техника и почему к ней стоит присмотреться

Разбираем еще один модный бьюти-термин — сэндвич-увлажнение

Cosmopolitan
Театр дяди Васи Театр дяди Васи

Знакомимся с хуторским колоритом в природно-ландшафтном парке Ломы

Отдых в России
Личные фото скелетонистки Юлии Канакиной, от которых тает лед: смотрим в ее день рождения Личные фото скелетонистки Юлии Канакиной, от которых тает лед: смотрим в ее день рождения

Юлия Канакина — скелетонистка, приерка Кубка мира и участница рейтинга MAXIM

Maxim
Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи

Меланин — пигмент, который содержится в волосах, коже и радужной оболочке глаз

РБК
Могучие камнеметы: грозная осадная техника Могучие камнеметы: грозная осадная техника

Как военная инженерия древних греков и римлян помогла завоевать весь мир

Популярная механика
Примерзли дворники, запотели стекла. Советы водителям (как избавиться) Примерзли дворники, запотели стекла. Советы водителям (как избавиться)

Чем чистить фары, почему стоит беречь колодки и как избежать наледи на стекле?

РБК
Эмили все еще в Париже: второй сезон сериала про моду, Францию и любовь на троих Эмили все еще в Париже: второй сезон сериала про моду, Францию и любовь на троих

Каким получился второй сезон сериала «Эмили в Париже»

Cosmopolitan
Зеркальная материя: чем она отличается от антиматерии Зеркальная материя: чем она отличается от антиматерии

Физики вполне серьезно говорят о зеркальном мире или зеркальной материи

Популярная механика
Где слушать музыку онлайн: сравниваем сервисы Где слушать музыку онлайн: сравниваем сервисы

Мы изучили цены и условия подписок на самые популярные музыкальные сервисы

CHIP
Почему японки не полнеют: 10 секретов стройности, которые стоит запомнить Почему японки не полнеют: 10 секретов стройности, которые стоит запомнить

Почему японки не полнеют, что для этого едят и какой образ жизни они ведут

VOICE
Сергей Рулев: «Я не диктую публике вкусы, это слишком высокомерно» Сергей Рулев: «Я не диктую публике вкусы, это слишком высокомерно»

Сергей Рулев — бренд-шеф-кондитер по разработке концептуальных десертов

Bones
Подведем итоги: лучшие российские сериалы, которые вышли в 2021 году Подведем итоги: лучшие российские сериалы, которые вышли в 2021 году

Собрали все самое-самое, что сами смотрели с удовольствием в 2021 году

Cosmopolitan
Почему не надо пить алкоголь натощак? Объясняем наглядно Почему не надо пить алкоголь натощак? Объясняем наглядно

Как алкоголь действует на организм?

Популярная механика
Что такое марафон и как его пробежать: советы спортсмена Что такое марафон и как его пробежать: советы спортсмена

Что делать, если вы захотели пробежать марафон

РБК
Идет игра Идет игра

Если виртуальная реальность это будущее, для игроков в онлайн-игры оно наступило

Vogue
Наталья Рудова: «Мужчина должен проявлять инициативу» Наталья Рудова: «Мужчина должен проявлять инициативу»

Актриса рассказала о фильме «Свингеры», секретах красоты и хейтерах

Cosmopolitan
Не морковкой единой Не морковкой единой

6 витаминов, которые помогут поддержать и улучшить зрение

Лиза
Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет

Важно с детства погружать детей во взаимодействие с роботами

Популярная механика
Открыть в приложении