我校杰出校友张同杰教授取得重要研究突破

作者:     发布时间: 2017-06-08  浏览次数:

2017年6月5日,我校88届杰出校友、物电学院和生物物理重点实验室兼职教授、北京师范大学天文系张同杰教授团队在国际权威杂志《Nature Astronomy》(自然-天文), 1,0143(2017) (arXiv:1609.08968)上正式发表了在宇宙中微子数值模拟方面的研究成果《Differential neutrinocondensation onto cosmic structure》。张同杰教授作为北京师范大学天文系教授、德州学院兼职教授,在该论文中也有德州学院的署名(Shandong Provincial Key Laboratory of Biophysics, School of Physics and Electric Information, Dezhou University, Dezhou 253023, China.)。

中微子是自然界中最基本的粒子种类之一,号称“宇宙幽灵”。它在宇宙诞生后约1秒钟就脱离其它等离子体物质的影响,形成看不见的宇宙背景。中微子在宇宙空间中穿梭往复,是宇宙演化进程和各种天文现象的参与者和见证者。由于中微子质量小,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却必不可少的抑制作用,后者可以通过大规模宇宙学数值模拟被间接“测量”,从而提供有关中微子质量的重要信息。

张同杰教授团队利用“天河二号”超级计算机13824个节点,总计超过30多万核,首次测量到了以往任何宇宙学数值模拟看不到的中微子在宇宙结构中的微分凝聚(Differential Neutrino Condensation)效应:中微子质量可以通过对比宇宙中含有不同中微子丰度(即本地中微子与暗物质密度比)的区域中星系的特性来测量。相对于“贫”中微子区域,在“富”中微子区域,更多的中微子被大质量暗物质晕俘获,这种效应导致暗物质晕的质量函数的扭曲,最终导致星系的特性发生变化。因此这种效应在当今和将来的宇宙学观测中开辟了一条独立测量中微子质量的道路。

 

附:张同杰,德州学院物理学专业88届毕业生、物电学院兼职教授、中国科学院上海天文台博士、北京师范大学天文系教授、博士生导师,研究方向为标准宇宙学的理论和宇宙学的观测效应。2015年张同杰领衔的宇宙中微子数值模拟团队,在国家超级计算广州中心“天河二号”上,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,该成果获得了学界的高度关注。

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