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天河二号完成中微子数值模拟 揭宇宙演化进程

2015-05-14 14:21   浏览:1692 次
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记者今天从国家超算广州中心获悉:由北京师范大学天文系教授张同杰领衔的宇宙中微子数值模拟团队,日前在“天河二号”超级计算机系统上成功完成了3万亿粒子数的宇宙中微子和暗物质数值模拟,揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程。

有关专家指出,这一研究成果为通过天文观测手段研究宇宙中微子及其质量打开了一扇新的大门,有望大大缩短人类探索宇宙起源与演化奥秘的时间进程,对基础科学、宇宙环境、地球生态、矿藏勘探等领域的研究将起到积极推动作用。

中微子是自然界中最基本的粒子种类之一,号称宇宙幽灵。它在宇宙诞生后约1秒钟就脱离其它等离子体物质的影响,形成看不见的宇宙背景。中微子在宇宙空间中穿梭往复,是宇宙演化进程和各种天文现象的参与者和见证者。由于中微子质量小(约为电子质量的千万分之一或更低)、不带电、运动速度快,目前的物理学实验和宇宙学观测都无法测定中微子的绝对质量。

2013年底,国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机在国家超算广州中心投入运行。此后,由北京师范大学、国防科技大学、加拿大理论天体物理研究所、北京大学、中科院高能物理研究所联合组成的宇宙中微子数值模拟团队,经过一系列技术攻关,在“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学数值模拟。据中科院国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家陈学雷研究员介绍,该项研究比美国阿贡国家实验室的Mira超级计算机去年进行的1.07万亿粒子数数值模拟超出两倍多,是目前国际宇宙学领域运行粒子数最多的N体数值模拟。

张同杰教授说,进行多达3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学数值模拟,目前世界上只有“天河二号”能担此重任。它好比一架“像素”极高的“超高速摄像机”,通过上述模拟“还原”出宇宙清晰而漫长的演化“视频”,使宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化过程得以呈现,为通过天文观测手段测量中微子质量带来新的契机和希望。

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