ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนนี้SC "21: Proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysisนักวิจัยจาก University of Tsukuba, Kyoto University และ University of Tokyo รายงานการจำลองที่ติดตามไดนามิกของ นิวตริโนวัตถุโบราณของจักรวาลดังกล่าว การศึกษานี้ได้รับเลือกให้เป็นผู้เข้ารอบสุดท้ายสำหรับรางวัล ACM Gordon Bell Prize ปี 2021 ซึ่งตระหนักถึงความสำเร็จที่โดดเด่นในด้านการประมวลผลประสิทธิภาพสูง

นิวตริโนมีน้ำหนักเบากว่าอนุภาคอื่นๆ ที่รู้จักมาก แต่มวลที่แน่นอนของพวกมันยังคงเป็นปริศนา การวัดมวลนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาทฤษฎีที่ไปไกลกว่าแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคและทดสอบคำอธิบายว่าเอกภพมีวิวัฒนาการอย่างไร วิธีหนึ่งที่มีแนวโน้มว่าจะตรึงมวลนี้คือการศึกษาผลกระทบของนิวตริโนของวัตถุโบราณในจักรวาลต่อการก่อตัวโครงสร้างขนาดใหญ่โดยใช้การจำลองและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับการสังเกต แต่การจำลองเหล่านี้จำเป็นต้องมีความแม่นยำอย่างยิ่ง

ดร.นาโอกิ โยชิดะ หัวหน้านักวิจัยจากสถาบันฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ของจักรวาล Kavli อธิบายว่า"การจำลองแบบมาตรฐานใช้เทคนิคที่เรียกว่าวิธีN - body แบบอนุภาคซึ่งมีข้อเสียหลักสองประการเมื่อพูดถึงนิวตริโนขนาดใหญ่ มหาวิทยาลัยโตเกียว. "ประการแรก ผลการจำลองมีความอ่อนไหวต่อความผันผวนแบบสุ่มที่เรียกว่าเสียงช็อต และประการที่สอง วิธีการที่ใช้อนุภาคเหล่านี้ไม่สามารถสร้างการหน่วงแบบไร้การชนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญที่นิวตริโนที่เคลื่อนที่เร็วไปยับยั้งการเติบโตของโครงสร้างในจักรวาล"

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยได้ติดตามพลวัตของนิวตริโนขนาดใหญ่โดยการแก้สมการกลางในฟิสิกส์พลาสม่าที่เรียกว่าสมการ Vlasov โดยตรง ต่างจากการศึกษาก่อนหน้านี้ พวกเขาแก้สมการนี้ในปริภูมิเฟส 6 มิติแบบเต็ม ซึ่งหมายความว่าทั้งหกมิติที่เกี่ยวข้องกับอวกาศและความเร็วได้รับการพิจารณา ทีมงานได้รวมการจำลอง Vlasov นี้เข้ากับการจำลองN - body ของอนุภาคของสสารมืดเย็นซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของสสารในจักรวาล พวกเขาทำการจำลองแบบไฮบริดบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Fugaku ที่ RIKEN Center for Computational Science

ศาสตราจารย์โคจิ โยชิกาว่า ศาสตราจารย์โคจิ โยชิกาว่า หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า "การจำลองที่ใหญ่ที่สุดของเราในตัวเองได้รวมการจำลอง Vlasov เข้ากับกริด 400 ล้านล้านกริดด้วยการคำนวณร่างกาย 330 พันล้านครั้งอย่างสม่ำเสมอ "ยิ่งไปกว่านั้น เวลาในการแก้ปัญหาสำหรับการจำลองของเรายังสั้นกว่าการจำลองN- body ที่ใหญ่ที่สุดอย่างมาก และประสิทธิภาพก็ขยายได้ดีมากด้วยโหนด 147,456 (7 ล้าน CPU cores) บน Fugaku"

นอกเหนือจากการช่วยกำหนดมวลนิวทริโนแล้ว นักวิจัยยังแนะนำว่าโครงร่างของพวกมันสามารถนำมาใช้ในการศึกษาได้ เช่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับพลาสมาไฟฟ้าสถิตและสนามแม่เหล็ก และระบบแรงโน้มถ่วงในตัวเองสล็อตออนไลน์ 918kiss