“天河二號”模擬出宇宙暗物質(zhì)和中微子演化進(jìn)程

“天河二號”模擬出宇宙暗物質(zhì)和中微子演化進(jìn)程

北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所與北京師范大學(xué)的研究人員合作，利用我國“天河二號”超級計算機(jī)完成了3萬億粒子數(shù)的N體數(shù)值模擬，揭示了宇宙大爆炸1600萬年之后至今約137億年的暗物質(zhì)和中微子的演化進(jìn)程。該模擬首次發(fā)現(xiàn)了中微子在宇宙結(jié)構(gòu)中的凝聚效應(yīng)，開辟了一條獨(dú)立測量中微子質(zhì)量的途徑。

研究人員用3萬億粒子模擬宇宙中中微子、暗物質(zhì)的分布和演化，并發(fā)現(xiàn)中微子的質(zhì)量可以通過宇宙中含有不同中微子豐度的區(qū)域中星系的特性來測量。相對于“貧”中微子區(qū)域，在“富”中微子區(qū)域，更多的中微子被大質(zhì)量暗物質(zhì)結(jié)構(gòu)俘獲。這種凝聚效應(yīng)導(dǎo)致暗物質(zhì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量函數(shù)發(fā)生改變，最終導(dǎo)致星系的特性發(fā)生變化。

大規(guī)模宇宙學(xué)數(shù)值模擬依賴于具有強(qiáng)大計算和存儲能力的超級計算機(jī)。該N體數(shù)值模擬于2015年初在“天河二號”上完成。其模擬粒子數(shù)超過美國Mira超級計算機(jī)進(jìn)行的模擬，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。這是我國超級計算機(jī)服務(wù)科學(xué)研究取得的一項重要成果，對于未來超級計算機(jī)的推廣應(yīng)用具有良好的示范作用。(科 日)