| 톈허2호로 우주 암흑물질과 중성미자 진화과정을 시뮬레이션 | ||
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 베이징대학 카블리천문학·천체물리학연구소 박사후 위하오란(于浩然)과 베이징사범대학 천문학부 교수 장퉁제(張同傑) 등은 중국 톈허(天河)2호 슈퍼컴퓨터로 3조 개 입자 수에 달하는 N-body 수치 시뮬레이션 실험을 완성하여 우주 빅뱅 후 1,600만년부터 현재까지 약 137억 년간 암흑 물질과 중성미자의 진화과정을 밝혀냈다. 시뮬레이션 실험에서 처음으로 중성미자가 우주 구조에서 발생하는 응축 효과가 관측되어 중성미자 질량의 독자적 측정에 새로운 방향을 제시하였다. 해당 연구 성과는 2017년 6월 5일 "Nature • Astronomy"에 발표되었다. 중성미자는 자연계에 존재하는 기본입자 중 하나이다. 우주 빅뱅이 발생한 1초 후부터 기타 플라스마 물질과 디커플링하여 보이지 않는 우주 배경을 형성하였다. 현재, 물리적 실험이나 천문학적 관찰 방법으로는 정확하게 중성미자의 질량을 측정하기 어렵다. 암흑물질은 우주의 주요 구성 물질이다. 연구팀은 3조 개 입자로 구성된 우주 중성미자, 암흑물질의 분포와 진화과정에 대한 시뮬레이션을 통하여 중성미자의 질량은 우주에서 서로 다른 중성미자 풍부도를 포함하는 구역에 존재하는 항성계의 특성으로 측정할 수 있다는 것을 발견하였다. “빈곤(贫)”한 중성미자 구역보다 “부유(富)”한 중성미자 구역에서 더욱 많은 중성미자가 큰 질량의 암흑물질 구조에 포획되었다. 이러한 응축 효과의 존재는 암흑 물질 구조의 질량 함수 변화를 초래하여 종국적으로 항성계의 특성 변화를 일으킨다. 이는 우주학적 관측에서 독자적으로 중성미자 질량을 측정할 수 있는 새 방법을 제공하였다. 대규모적인 우주 수치적 시뮬레이션은 강력한 계산능력과 저장능력을 갖춘 슈퍼컴퓨터에 의지한다. 연구에서 진행된 N-body 수치 시뮬레이션 실험은 2015년 초 톈허2호에서 완성되었다. 시뮬레이션 입자 수는 미국 Mira슈퍼컴퓨터에서 진행 한 시뮬레이션 입자 수를 초월하여 세계 신기록을 창조하였다. N-body 수치 시뮬레이션의 입자 수는 카메라의 화소와 맞먹는다. 입자 수가 많을수록 카메라의 해상도가 더 높아 더욱 선명하게 우주 진화 역사를 환원할 수 있으며 중성미자 포아송 노이즈가 주는 영향을 낮출 수 있다. 정보출처 : http://www.stdaily.com/index/yaowen/2017-06/14/content_552658.shtml |
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