Kim, Yonghwi;Park, Jaehong;Park, Changbom;Kim, Juhan;Singh, Ankit;Lee, Jaehyun;Shin, Jihye
천문학회보
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제46권2호
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pp.45.1-45.1
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2021
Horizon Run 5 (HR5) is a cosmological hydrodynamical simulation which captures the properties of the Universe on aGpc scale while achieving a resolution of 1kpc. This enormous dynamic range allows us to simultaneously capture the physics of the cosmic web on very large scales and account for the formation and evolution of dwarf galaxies on much smaller scales. On the back of a remarkable achievement of this, we have finished to run follow-up simulations which have 2 times larger volume than before and are expected to complementary to some limitations of previous HR simulations both for the study on the large scale features and the expansion history in a distant Universe. For these simulations, we consider the sub-grid physics of radiative heating/cooling, reionization, star formation, SN/AGN feedbacks, chemical evolution and the growth of super-massive blackholes. In order to do this project, we implemented a hybrid MPI-OpenMP version of the RAMSES code, 'RAMSES-OMP', which is specifically designed for modern many-core many thread parallel systems. These simulation successfully reproduce various observation result and provide a large amount of statistical samples of Lyman-alpha emitters and protoclusters which are important to understand the formation and expansion history of early universe. These are invaluable assets for the interpretation of current ΛCDM cosmology and current/upcoming deep surveys of the Universe, such as the world largest narrow band imaging survey, ODIN (One-hundred-square-degree Dark energy camera Imaging in Narrow band).
International Journal of Reliability and Applications
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제8권2호
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pp.137-151
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2007
Posbist reliability of typical systems is preliminarily discussed in Cai (1991). In this paper, we focus on the posbist reliability analysis of some typical systems in depth. First, the lifetime of the system is dealt as a fuzzy variable defined on the possibility space (U, ${\phi}$, $P_{oss}$) and the universe of discourse is expanded from (0, $+{\infty}$) to ($-{\infty},\;+{\infty}$). Then, a concrete possibility distribution function of the fuzzy variable is given, i.e., a Gaussian fuzzy variable. Finally, posbist reliability of typical systems (series, parallel, series-parallel, parallel-series, cold redundant system) is deduced. The expansion makes the proofs of some theorems straightforward and allows us to easily obtain the posbist reliability of typical systems. To illustrate the method a numerical example is given.
The universe is well known to be consists of dark energy, dark matter and the standard model (SM) particles. The dark matter dominates the density of matter in the universe. The dark matter is thought to be linked with dark photon which are hypothetical hidden sector particles similar to photons in electromagnetism but potentially proposed as force carriers. Due to the extremely small cross-section of dark matter, a large amount of data is needed to be processed. Therefore, we need to optimize the central processing unit (CPU) time. In this work, using MadGraph5 as a simulation tool kit, we examined the CPU time, and cross-section of dark matter at the electron-positron collider considering three parameters including the center of mass energy, dark photon mass, and coupling constant. The signal process pertained to a dark photon, which couples only to heavy leptons. We only dealt with the case of dark photon decaying into two muons. We used the simplified model which covers dark matter particles and dark photon particles as well as the SM particles. To compare the CPU time of simulation, one or more cores of the KISTI-5 supercomputer of Nurion Knights Landing and Skylake and a local Linux machine were used. Our results can help optimize high-energy physics software through high-performance computing and enable the users to incorporate parallel processing.
본 논문의 목적은 궁위 인식에 대한 학술적 지위를 조금이나마 회복시켜 보는 데 목적이 있다. 근묘화실로 비유되는 궁위론, 즉 연월일시의 상징성은 단순한 통변의 기술이 아니다. 사주의 가장 근간을 이루는 명리 원리에 해당한다는 점을 인식하고 그 학술적 연구가 앞으로 더 많이 이루어져야 한다는 취지에서 연구하였다. 사주를 구성하는 내재적 사상은 음양오행이며, 기록하는 글자는 십간십이지이고, 시공의 자리를 담당하는 요소는 천간, 지지 그리고 4개의 기둥으로 엮인 궁위(宮位)이다. 이번 궁위 인식에 관한 고찰을 통해 인간이 탄생하는 시점, 즉 우주의 에너지가 뇌와 온몸에 포맷되는 그 순간에 과거의 시간과 정보가 시간의 점을 통과하고 스펙트럼처럼 확산되며 미래의 시간과 행동을 이끌어 간다는 '시간의 스펙트럼' 현상을 궁위론의 근거로 제시해 보았다. 임철초가 '원형이정'을 설명하는 근거로 사용한 선・후천팔괘의 변화 포인트와 현대 우주론 중 하나인 평행이론에서 가정하고 있는 현재를 투과하고 있는 두 원뿔형의 시간 변화 혹은 왜곡이 미래의 우주에 잔상을 남긴다는 가정을 궁위론의 연역적 근거로 삼아 논의해 보았다.
During the formation of large-scale structures in the universe, shocks with the sonic Mach number Ms <~ 5 are naturally induced by supersonic flow motions of baryonic matter in the intracluster medium (ICM). Cosmic rays (CRs) are expected to be accelerated via diffusive shock acceleration (DSA) at these ICM shocks, although the existence of CR protons in the ICM remains to be confirmed through gamma-ray observations. Based on the results obtained from kinetic plasma simulations, we build an analytic DSA model for weak, quasi-parallel shocks in the test-particle regime. With our DSA model, the CR acceleration efficiency ranges ~ 0.001 - 0.02 in supercritical quasi-parallel shocks with sonic Mach number Ms ~ 2.25 - 5, and the acceleration would be negligible in subcritical shocks wth Ms <~ 2.25. Adopting our DSA model, we estimate gamma-ray and neutrino emissions from clusters of galaxies by performing cosmological hydrodynamic simulations. The estimated gamma-ray flux is below the Fermi-LAT upper limit. In addition, the possible neutrino emission due to the decay of charged pions in galaxy clusters would be about <~ 1% of the atmospheric neutrino intensity in the energy range of <~ 100 GeV. In this talk, we will discuss the implication of our results.
We investigate the direct determination of expansion history using redshift distortions without plugging into detailed cosmological parameters. The observed spectra in redshift space include a mixture of information: fluctuations of density-density and velocity-velocity spectra, and distance measures of perpendicular and parallel components to the line of sight. Unfortunately it is hard to measure all the components simultaneously without any specific prior assumption. The degeneracy breaking, between the effect of cosmic distances and redshift distortions for example, depends on the prior we assume. An alternative approach is to utilize the cosmological principle inscribed in the heart of the Friedmann-Lematre-Robertson-Walker (hereafter FLRW) universe, that is, the specific relation between the angular diameter distance and the Hubble parameter, in this degeneracy breaking.
Horizon Run 5 (HR5) is a cosmological hydrodynamical simulation which captures the properties of the Universe on a Gpc scale while achieving a resolution of 1 kpc. This enormous dynamic range allows us to simultaneously capture the physics of the cosmic web on very large scales and account for the formation and evolution of dwarf galaxies on much smaller scales. Inside the simulation box. we zoom-in on a high-resolution cuboid region with a volume of 1049 × 114 × 114 Mpc3. The subgrid physics chosen to model galaxy formation includes radiative heating/cooling, reionization, star formation, supernova feedback, chemical evolution tracking the enrichment of oxygen and iron, the growth of supermassive black holes and feedback from active galactic nuclei (AGN) in the form of a dual jet-heating mode. For this simulation we implemented a hybrid MPI-OpenMP version of the RAMSES code, specifically targeted for modern many-core many thread parallel architectures. For the post-processing, we extended the Friends-of-Friend (FoF) algorithm and developed a new galaxy finder to analyse the large outputs of HR5. The simulation successfully reproduces many observations, such as the cosmic star formation history, connectivity of galaxy distribution and stellar mass functions. The simulation also indicates that hydrodynamical effects on small scales impact galaxy clustering up to very large scales near and beyond the baryonic acoustic oscillation (BAO) scale. Hence, caution should be taken when using that scale as a cosmic standard ruler: one needs to carefully understand the corresponding biases. The simulation is expected to be an invaluable asset for the interpretation of upcoming deep surveys of the Universe.
The SPICA (SPace Infrared Telescope for Cosmology & Astrophysics) project is a next-generation infrared space telescope optimized for mid- and far-infrared observation with a cryogenically cooled 3m-class telescope. The focal plane instruments onboard SPICA will enable us to resolve many astronomical key issues from the formation and evolution of galaxies to the planetary formation. The FPC-S (Focal Plane Camera - Sciecne) is a near-infrared instrument proposed by Korea as an international collaboration. Owing to the capability of both low-resolution imaging spectroscopy and wide-band imaging with a field of view of $5^{\prime}{\times}5^{\prime}$, it has large throughput as well as high sensitivity for diffuse light compared with JWST. In order to strengthen advantages of the FPC-S, we propose the studies of probing population III stars by the measurement of cosmic near-infrared background radiation and the star formation history at high redshift by the discoveries of active star-forming galaxies. In addition to the major scientific targets, to survey large area opens a new parameter space to investigate the deep Universe. The good survey capability in the parallel imaging mode allows us to study the rare, bright objects such as quasars, bright star-forming galaxies in the early Universe as a way to understand the formation of the first objects in the Universe, and ultra-cool brown dwarfs. Observations in the warm mission will give us a unique chance to detect high-z supernovae, ices in young stellar objects (YSOs) even with low mass, the $3.3{\mu}$ feature of shocked circumstance in supernova remnants. Here, we report the current status of SPICA/FPC project and its extragalactic sciences.
Nonthermal particles can be produced due to incomplete thermalization at collisionless shocks and further accelerated to very high energies via diffusive shock acceleration. In a previous study we explored the cosmic ray (CR) acceleration at cosmic shocks through numerical simulations of CR modified, quasi-parallel shocks in 1D plane-parallel geometry with the physical parameters relevant for the shocks emerging in the large scale structure formation of the universe (Kang & Jones 2002). Specifically we considered pancake shocks driven by accretion flows with $U_o = 1500 km\;s^{-l}$ and the preshock gas temperature of $T_o = 10^4 - 10^8K$. In order to consider the CR acceleration at shocks with a broader range of physical properties, in this contribution we present additional simulations with accretion flows with $U_o = 75 - 1500 km\;s^{-l}$ and $T_o = 10^4K$. We also compare the new simulation results with those reported in the previous study. For a given Mach number, shocks with higher speeds accelerate CRs faster with a greater number of particles, since the acceleration time scale is $t_{acc}\;{\propto}\;U_o^{-2}$. However, two shocks with a same Mach number but with different shock speeds evolve qualitatively similarly when the results are presented in terms of diffusion length and time scales. Therefore, the time asymptotic value for the fraction of shock kinetic energy transferred to CRs is mainly controlled by shock Mach number rather than shock speed. Although the CR acceleration efficiency depends weakly on a well-constrained injection parameter, $\epsilon$, and on shock speed for low shock Mach numbers, the dependence disappears for high shock Mach numbers. We present the 'CR energy ratio', ${\phi}(M_s)$, for a wide range of shock parameters and for $\epsilon$ = 0.2 - 0.3 at terminal time of our simulations. We suggest that these values can be considered as time-asymptotic values for the CR acceleration efficiency, since the time-dependent evolution of CR modified shocks has become approximately self-similar before the terminal time.
Star forming galaxies found in the early universe exhibit asymmetric Lyα emission line that results from multiple scattering in a neutral thick medium surrounding the Lyα emission source. It is expected that emergent Lyα will be significantly polarized through a large number of resonance scattering events followed by a number of successive wing scatterings. In this study we adopt a Monte Carlo method to calculate the polarization of Lyα transferred in a very thick static slab of HI. Resonantly scattered radiation associated with transitions between is only weakly polarized and therefore linear polarization of the emergent Lyα is mainly dependent on the number of off-resonant wing scattering events. The number of wing scattering events just before escape from the slab is determined by the product of the Doppler parameter a and the line center optical depth τ0, which, in turn, determines the behavior of the linear polarization of Lyα. This result is analogous to the study of polarized radiative transfer of Thomson scattered photons in an electron slab, where the emergent photons are polarized in the direction perpendicular to the slab when the scattering optical depth is small and polarized in the parallel direction when the slab is optically thick. Our simulated spectropolarimetry of Lyα shows that the line center is negligibly polarized, the near wing parts polarized in the direction parallel to the slab and the far wing parts are polarized in the direction perpendicular to the slab. We emphasize that the flip of polarization direction in the wing parts of Lyα naturally reflects the diffusive nature of the Lyα transfer process in thick neutral media.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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