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

Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
Отшельник по собственной воле. Клаудио Морандини: «Снег, собака, нога» Отшельник по собственной воле. Клаудио Морандини: «Снег, собака, нога»

Книга об отшельнике Адельмо Фарандола, который живет в хижине на склоне горы

СНОБ
Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
Создаем домашний сервер: теория и основы Создаем домашний сервер: теория и основы

Особенности домашних серверов, их виды и ключевые характеристики

CHIP
Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам

Как бабочки делают экосистемы более устойчивыми к засухам

N+1
Атака на «Озеро» Атака на «Озеро»

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

Seasons of life
10 необычных примеров противостояния растений и насекомых 10 необычных примеров противостояния растений и насекомых

Вокруг нас каждую секунду кипит битва, на которую мы обычно не обращаем внимания

Популярная механика
Blago White – о разнице российской и западной культур, возрождении батлов и театре Blago White – о разнице российской и западной культур, возрождении батлов и театре

Blago White стал одним из заметных рэп-исполнителей русскоязычного пространства

GQ
Почему не падают небоскребы Почему не падают небоскребы

Как небоскребы выдерживают колоссальные ветровые нагрузки?

Популярная механика
9 опций духовок, на которые стоит обратить внимание при покупке 9 опций духовок, на которые стоит обратить внимание при покупке

На какие функции стоит обратить внимание при выборе электрической духовки

CHIP
Рассказ Людмилы Петрушевской «Черное пальто. Страшные случаи» Рассказ Людмилы Петрушевской «Черное пальто. Страшные случаи»

Рассказ «Фонарик» Людмилы Петрушевской

СНОБ
Можно, только осторожно: 5 правил, которые помогут есть сладости и не толстеть Можно, только осторожно: 5 правил, которые помогут есть сладости и не толстеть

Памятка для тех, кто любит сладкое и не планирует от него отказываться

Cosmopolitan
Влияние глобального потепления на окраску зайцев-беляков Влияние глобального потепления на окраску зайцев-беляков

Давайте разбираться, как заяц-беляк переносит зиму в условиях изменения климата

Популярная механика
Плач Ярослава Плач Ярослава

Иногда плакать разрешается даже мужчинам

Men’s Health
Страх и отвращение в Доме Gucci Страх и отвращение в Доме Gucci

«Дом Гуччи» — история, которая не оправдала возложенных на неё ожиданий

СНОБ
«Спенсер»: как королевская семья, еда и любовница Чарльза свели с ума принцессу Диану «Спенсер»: как королевская семья, еда и любовница Чарльза свели с ума принцессу Диану

«Спенсер» — анти-байопик о том, как Рождество довело принцессу Диану до безумия

Forbes
Мэтт Смит – об Ане Тейлор-Джой, злодеях и судьбе Мэтт Смит – об Ане Тейлор-Джой, злодеях и судьбе

Интервью с британским актером Мэттом Ситом

GQ
Счастья баловень безродный... Счастья баловень безродный...

Оценка Петром Меншикова была прозаической и трезвой: вороватый, да верный

Дилетант
Лучшие зимние забавы детей в СССР Лучшие зимние забавы детей в СССР

Вспоминаем снежные зимы нашего детства, и почему домой нас было не загнать!

Maxim
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
Робинзонша: как изнеженная аристократка выжила на необитаемом острове Робинзонша: как изнеженная аристократка выжила на необитаемом острове

Французская аристократка Маргарет де Роберваль пережила приключение Робинзона

Cosmopolitan
Одинокий изобретатель против автогигантов: история Роберта Кернса, у которого Ford cкопировала «дворники» Одинокий изобретатель против автогигантов: история Роберта Кернса, у которого Ford cкопировала «дворники»

Создатель современных стеклоочистителей для машин десятки лет судился с Ford

VC.RU
Самый странный бал: месть императрицы Марии Федоровны австрийскому двору Самый странный бал: месть императрицы Марии Федоровны австрийскому двору

Этот бал был местью за обиду, нанесенную бывшей принцессе

Cosmopolitan
Игра наоборот: 7 звездных мам, которые выплачивают алименты бывшим мужьям Игра наоборот: 7 звездных мам, которые выплачивают алименты бывшим мужьям

Алименты выплачивают не только мужчины

Cosmopolitan
Искусственный эмбрион человека смог начать имплантацию в пробирке Искусственный эмбрион человека смог начать имплантацию в пробирке

Эмбриологи сделали очередной шаг в моделировании раннего развития человека

N+1
Ядерное движение оказалось важным для фотоионизации молекулы водорода Ядерное движение оказалось важным для фотоионизации молекулы водорода

Физики вынуждены отказаться от знаменитого приближения Борна-Оппенгеймера

N+1
Нетронутая земля Нетронутая земля

Чукотка: поездка сюда будет стоить дороже, чем на Аляску

Отдых в России
Автор подкаста Автор подкаста

Секс с близнецами — предельная фантазия или рецепт неудачи?

Playboy
Синдром мертвых ягодиц: реальная опасность сидячей работы Синдром мертвых ягодиц: реальная опасность сидячей работы

Какая реальная проблема развивается у тех, кто долго сидит?

Cosmopolitan
Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей

Если хочется праздничного настроения, а пластиковой мишуры не хочется

Esquire
Открыть в приложении