“天河二號(hào)”揭示宇宙137億年演化進(jìn)程

國(guó)家超算廣州中心13日透露，由北京師范大學(xué)天文系教授張同杰領(lǐng)銜的宇宙中微子數(shù)值模擬團(tuán)隊(duì)，在“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上成功完成了3萬(wàn)億粒子數(shù)的宇宙中微子和暗物質(zhì)數(shù)值模擬，揭示了宇宙大爆炸1600萬(wàn)年之后至今約137億年的漫長(zhǎng)演化進(jìn)程。

有專家指出，這一研究成果為通過(guò)天文觀測(cè)手段研究宇宙中微子及其質(zhì)量打開(kāi)了一扇新的大門(mén)，有望大大縮短人類探索宇宙起源與演化奧秘的時(shí)間進(jìn)程，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)、宇宙環(huán)境、地球生態(tài)、礦藏勘探等領(lǐng)域的科學(xué)研究將起到積極的推動(dòng)作用。

中微子是自然界中最基本的粒子種類之一，不帶電，運(yùn)動(dòng)速度快，目前的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)和宇宙學(xué)觀測(cè)都無(wú)法測(cè)定中微子的絕對(duì)質(zhì)量。但中微子對(duì)宇宙早期星系和大尺度結(jié)構(gòu)的形成會(huì)產(chǎn)生微弱的抑制作用，后者可以通過(guò)大規(guī)模宇宙學(xué)數(shù)值模擬被間接“測(cè)量”，從中獲得中微子質(zhì)量信息。但這種大規(guī)模宇宙學(xué)數(shù)值模擬，必須依賴具有強(qiáng)大計(jì)算和存儲(chǔ)能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

2013年底，國(guó)防科技大學(xué)研制的世界最快超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河二號(hào)”在國(guó)家超算廣州中心投入運(yùn)行。由北京師范大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、加拿大理論天體物理研究所、北京大學(xué)、中科院高能物理研究所聯(lián)合組成的宇宙中微子數(shù)值模擬團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)一系列技術(shù)攻關(guān)，在“天河二號(hào)”上成功進(jìn)行了3萬(wàn)億粒子數(shù)中微子和暗物質(zhì)的宇宙學(xué)數(shù)值模擬。

據(jù)張同杰教授介紹，進(jìn)行多達(dá)3萬(wàn)億粒子數(shù)中微子和暗物質(zhì)的宇宙學(xué)數(shù)值模擬，目前世界上只有“天河二號(hào)”能擔(dān)此重任。它好比一架像素極高的“超高速攝像機(jī)”，通過(guò)上述模擬還原出宇宙清晰而漫長(zhǎng)的演化“視頻”，使宇宙大爆炸1600萬(wàn)年之后至今約137億年的漫長(zhǎng)演化過(guò)程得以“呈現(xiàn)”，為通過(guò)天文觀測(cè)手段測(cè)量中微子質(zhì)量帶來(lái)新的契機(jī)和希望。

記者 王握文、于冬陽(yáng)

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