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

В древнем левантийском поселении изготавливали пурпур на протяжении 500 лет В древнем левантийском поселении изготавливали пурпур на протяжении 500 лет

В Тель-Шикмоне примерно 500 лет находился крупный центр по производству пурпура

N+1
Уилл Смит: Will. Честная автобиография о превращении простого мальчишки из Филадельфии в кинозвезду Уилл Смит: Will. Честная автобиография о превращении простого мальчишки из Филадельфии в кинозвезду

Отрывок из автобиографии Уилла Смита «Will» — о первых шагах к славе

СНОБ
Терапия CRISPR/Cas помогла снизить «плохой» холестерин при семейной гиперхолестеринемии Терапия CRISPR/Cas помогла снизить «плохой» холестерин при семейной гиперхолестеринемии

Как помогла терапия CRISPR/Cas при семейной гиперхолестеринемии

N+1
70 м² 70 м²

Визуальные хитрости в квартире по проекту Анастасии Кузнецовой

AD
«Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину» «Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину»

Почему во время Крымской войны большинство солдат погибало в госпиталях

N+1
Шальные деньги изменили идею: для чего создавали NFT и почему в 2021 году столько об этом говорят Шальные деньги изменили идею: для чего создавали NFT и почему в 2021 году столько об этом говорят

Как NFT мог упростить авторское право?

VC.RU
Что нужно сделать в новогоднюю ночь, чтобы привлечь здоровье, деньги и любовь? Что нужно сделать в новогоднюю ночь, чтобы привлечь здоровье, деньги и любовь?

Парочка простых ритуалов, которые помогут осуществить задуманное на Новый год

Cosmopolitan
Гипервитаминоз Гипервитаминоз

Чем грозит слишком активное увлечение витаминами

Лиза
Почему пора перестать бояться разговоров об онкологии и начать следить за своим здоровьем Почему пора перестать бояться разговоров об онкологии и начать следить за своим здоровьем

Что такое онкология и как она появляется?

GQ
Спорт в любое время года: можно ли заниматься бегом зимой Спорт в любое время года: можно ли заниматься бегом зимой

Что необходимо знать о беге при низких температурах и как бегать правильно

Популярная механика
Jeffery Quad: лучший полноприводный грузовик в мире Jeffery Quad: лучший полноприводный грузовик в мире

Полноприводный грузовик Jeffery Quad

Популярная механика
Как купить автомобиль на торгах. Инструкция, риски и преимущества Как купить автомобиль на торгах. Инструкция, риски и преимущества

Как купить автомобиль на торгах, не потратив все нервы и силы?

РБК
Российские физики собрали кукварты из ионов Российские физики собрали кукварты из ионов

Ученые научились более эффективно использовать ионы квантового вычислителя

N+1
Как закрыть гештальт, если программа зависла: инструкция по новогодней перезагрузке Как закрыть гештальт, если программа зависла: инструкция по новогодней перезагрузке

Что такое гештальт и на какие кнопки мозга нажимать, чтобы его закрыть

Playboy
Алена Ахмадуллина — о юбилее бренда, виртуальной одежде и аватаре Алена Ахмадуллина — о юбилее бренда, виртуальной одежде и аватаре

Как строить успешный фэшн-бизнес в России и легко ли сказку делать былью

РБК
«Имени такого-то». Военный роман «Имени такого-то». Военный роман

Глава из книги «Имени такого-то» Линор Горалик

СНОБ
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
16-летнее наблюдение за парой пульсаров с рекордной точностью подтвердило Общую теорию относительности 16-летнее наблюдение за парой пульсаров с рекордной точностью подтвердило Общую теорию относительности

Астрофизики проверили предсказания Общей теории относительности

N+1
Мотор кухни Мотор кухни

Кто стоит за успешным шефом?

Bones
Чем изумляли немецких солдат пленные женщины-красноармейцы Чем изумляли немецких солдат пленные женщины-красноармейцы

По официальным оценкам, на фронте сражались 800 тысяч советских женщин

Cosmopolitan
Что такое NFT: объясняем простыми словами Что такое NFT: объясняем простыми словами

Что такое NFT, как их создать, и как зарабатывать на NFT?

CHIP
Открытие сезона Открытие сезона

Зарина Догузова, руководитель Ростуризма, посетила с рабочим визитом Кузбасс

Отдых в России
Снукер: самый английский бильярд Снукер: самый английский бильярд

Разберемся, как играть в снукер, рассмотрим правила и особенности этой игры

Популярная механика
Адриен и Клэр Адриен и Клэр

Художники Адриен Мондо и Клэр Барден — о творчестве в паре и будущем

Seasons of life
Брачная история: 10 честных фильмов об отношениях Брачная история: 10 честных фильмов об отношениях

Фильмы о кризисе зрелых отношений, которые с годами, станут классикой

Esquire
Аналитики нашли сходство между россиянами и американцами в любви к роскоши Аналитики нашли сходство между россиянами и американцами в любви к роскоши

Потребности в роскоши у россиян очень схожи с жителями США

Forbes
Даня Милохин — Forbes: «Я изменился. Стал паинькой, спортсменом и зожником» Даня Милохин — Forbes: «Я изменился. Стал паинькой, спортсменом и зожником»

Даня Милохин о том, кто следит за его деньгами и почему он бросил техникум

Forbes
Ученые исследовали гамма-вспышки, сопровождающие молнии в атмосфере Ученые исследовали гамма-вспышки, сопровождающие молнии в атмосфере

Ученые построили модель развития наземных гамма-вспышек

Популярная механика
Илон Маск Илон Маск

Илон Маск стал первым в истории, чье состояние достигло 300 миллиардов долларов

ЖАРА Magazine
Как учатся современные дети в России и что происходит с отечественной системой образования? Заменит ли дистанционное обучение офлайн? Отвечают учителя Как учатся современные дети в России и что происходит с отечественной системой образования? Заменит ли дистанционное обучение офлайн? Отвечают учителя

Esquire расспросил учителей о настоящем и будущем школьного образования

Esquire
Открыть в приложении