008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016934305
■00520240214101553
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380582032
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30574659
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a520
■1001  ▼aHartley,  Blake  Teixeira.
■24510▼aSimulating  Bursty  and  Continuous  Reionization  Using  GPU  Computing▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bUniversity  of  Maryland,  College  Park.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(180  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Ricotti,  Massimo.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Maryland,  College  Park,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aReionization  is  the  process  by  which  the  neutral  intergallactic  medium  of  the  early  universe  was  ionized  by  the  first  galaxies,  and  took  place  somewhere  between  roughly  redshift  30  and  redshift  6,  or  from  100  Myr  into  the  universe  to  1  Gyr.  The  details  of  this  transition  are  still  not  well  understood,  but  observational  constraints  suggest  that  reionization  happened  faster  than  naive  estimates  would  suggest.  In  this  thesis,  we  investigate  the  theory  that  galaxies  which  form  their  stars  in  short  bursts  could  complete  reionization  faster  than  galaxies  which  emit  their  photons  continuously  over  their  lifespans.We  began  investigating  this  theory  with  a  semi-analytic  model  of  the  early  universe.  We  used  analytic  methods  to  model  the  expansion  of  H  II  (ionized  hydrogen)  regions  around  isolated  galaxies,  as  well  as  the  behavior  of  the  remnant  H  II  regions  after  star  formation  ceases.  We  then  compiled  assortments  of  galaxies  matching  dark  matter  simulation  profiles  and  associated  each  with  an  H  II  region  that  could  either  grow  continuously  or  grow  quickly  before  entering  a  dormant  period  of  recombination.  These  tests  indicated  that  the  remnants  of  bursty  star  formation  had  lower  overall  recombination  rates  than  those  of  continuously  expanding  H  II  regions,  and  that  these  remnants  could  allow  for  ionizing  radiation  from  more  distant  sources  to  influence  ionization  earlier.We  decided  that  the  next  step  towards  demonstrating  the  differences  between  continuous  and  bursty  star  formation  would  require  the  use  of  a  more  accurate  model  of  the  early  universe.  We  chose  a  photon  conserving  ray  tracing  algorithm  which  follows  the  path  of  millions  of  rays  from  each  galaxy  and  calculates  the  ionization  rate  at  every  point  in  a  uniform  3D  grid.  The  massive  amount  of  computation  required  for  such  an  algorithm  led  us  to  choose  MPI  as  the  framework  for  building  our  simulation.  MPI  allowed  us  to  break  the  grid  into  8  sub-volumes,  each  of  which  could  be  assigned  to  a  node  on  a  supercomputer.  We  then  used  CUDA  to  track  the  millions  of  rays,  with  each  of  the  thousands  of  CUDA  cores  handling  a  single  ray.  Creating  my  own  simulation  library  would  afford  us  complete  control  over  the  distribution  and  time  dependence  of  ionizing  radiation  emission,  which  is  critical  to  isolating  the  effect  of  bursty  star  formation  on  reionization.Once  we  had  completed,  we  conducted  a  suite  of  simulations  across  a  selection  of  model  parameters  using  this  library.  Every  set  of  model  parameters  we  selected  corresponds  to  two  models,  one  continuous  and  one  bursty.  This  selection  allowed  us  to  isolate  the  effect  of  bursty  star  formation  on  the  results  of  the  simulations.  We  found  that  the  effects  we  hoped  to  see  were  present  in  our  simulations,  and  obtained  simple  estimates  of  the  size  of  these  effects.
■590    ▼aSchool  code:  0117.
■650  4▼aAstronomy.
■650  4▼aAstrophysics.
■650  4▼aPhysics.
■653    ▼aCosmology
■653    ▼aGraphics  Processing  Unit
■653    ▼aHigh  Performance  Computing
■653    ▼aReionization
■653    ▼aIonized  hydrogen
■690    ▼a0606
■690    ▼a0596
■690    ▼a0605
■71020▼aUniversity  of  Maryland,  College  Park▼bAstronomy.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-04B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0117
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16934305▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024