Суперкомьютер из Японии предсказал новый тип частиц дибарионов из Большого Взрыва и нейтронных звезд

Москва, 11:53, 31 Май 2018, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Команда ученых из Японии предсказала новый тип частиц дибарионов, используя сложное квантовое моделирование, выполненное суперкомпьютером под названием «K computer».

Новая предсказанная дибарионная частица называется «Ди-Омега». Она может дополнительно объяснить взаимодействия элементарных частиц внутри нейтронных звезд. Она также может, наконец, объяснить более точно, как Вселенная сформировалась сразу после Большого взрыва.

Симуляции выполнены учеными из японского центра RIKEN Nishina и их коллегами из ведущих университетов страны.

Барионы

Ученые уже давно определили существование частиц бариона. Эти частицы в основном состоят из протонов, нейтронов и трех кварков, которые тесно связаны друг с другом.

Кварки представляют собой субатомные частицы, несущие дробный заряд. Все известные факты о кварках основаны на теоретических предсказаниях.

Из барионов происходят частицы дибарионов. Эти частицы содержат два бариона и шесть кварков вместо обычных трех.

Существует только один предсказанный дибарион, называемый дейтроном, который содержит ядро с тяжелой азотной композицией. Его пара протонов и нейтронов свободно связаны друг с другом.

Ученые продолжали искать другие типы дибарионов, кроме дейтрона.

Теперь, с мощью японского компьютера, команда ученых, наконец, предсказала возможный новый тип частицы дибариона.

K computer

RIKEN — исследовательский институт, базирующийся в Японии и один из крупнейших в своем роде в стране. Учреждение известно своими исследованиями в разных областях научных дисциплин.

K computer RIKEN рекламируется как один из суперкомпьютеров в мире из-за его способности выполнять высокоскоростное квантовое моделирование.

Этот компьютер способен обходить любой неисправный процессорный компонент. Он может продолжать вычисления даже с дефектным процессором. Фактически, неисправные части CPU могут быть заменены, пока суперкомпьютер продолжает работу.

Суперкомпьютер уже был неотъемлемой частью новых открытий в области лекарств, прогнозирования погоды и космической науки.

Частицы дибарионов Ди-Омега

Ди-Омега состоит из двух барионов Омега, которые имеют три кварка соответственно.

Для их изучения ученые объединили три фундаментальных процесса, чтобы предсказать существование новой частицы дибариона.

Во-первых, они использовали недавно созданную гипотетическую структуру, называемую временным методом HAL QCD.

«Это позволяет исследователям извлекать силу, действующую между барионами, из большого объема числовых данных, полученных с помощью K computer», — пишет команда ученых в исследовании, опубликованном в Physical Review Letters.

Во-вторых, они получили оригинальный вычислительный метод, который они назвали «унифицированным алгоритмом сжатия». Этот метод вычисляет большее количество кварков внутри системы.

В-третьих, они запрограммировали K computer с объединенной базой HAL QCD и единым алгоритмом сжатия. Затем суперкомпьютер выполнил вычисления с использованием высокоскоростных возможностей.

Будущее с Ди-Омега

Следующим шагом для команды является подтверждение ее первоначального предсказания существования ди-омега-дибарионной частицы путем проведения еще одного раунда экспериментов. В частности, они надеются открыть первую дибарионную систему, кроме дейтрона.