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“天河二号”刷新宇宙中微子数值模拟

  • 发布时间:2015-05-14 01:30:45  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  科技日报广州5月13日电 (特约记者王握文 记者唐先武)记者13日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,在“天河二号”超级计算机系统上,日前成功完成了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。

  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、矿藏勘探等领域的科学研究将起到积极的推动作用。

  中微子是自然界中最基本的粒子种类之一,由于质量小(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。但中微子对宇宙早期星系和大尺度结构的形成会产生微弱的抑制作用,后者可以通过大规模宇宙学数值模拟被间接“测量”,从中获得中微子质量信息。但这种大规模宇宙学数值模拟,必须依赖具有强大计算和存储能力的超级计算机。

  2013年底,国防科技大学研制成功的世界上最快的“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,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(中译为“米纳”)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。

  张同杰教授告诉记者,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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