Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelle Rechner für viele Teilchen

29.05.2012
Superschnelle Rechner sind gefragt, wenn Physiker das Verhalten vieler Teilchen in Festkörpern simulieren. Fakher Assaad, Professor am Institut für Theoretische Physik der Universität Würzburg, kann jetzt mit solchen Rechnern arbeiten: Das John-von-Neumann-Institut für Computing hat sein Projekt als Exzellenzprojekt 2012 ausgewählt. Der Preis: Rechenzeit auf den Super-Computern des Instituts.

In der aktuellen Liste der Top 500 Supercomputer liegt er auf Platz 13: der Jugene - Blue Gene/P Solution-Superrechner, den das Forschungszentrum Jülich betreibt.

825 Billionen Rechenoperationen kann er pro Sekunde verarbeiten; 144 Terabyte groß ist sein Arbeitsspeicher, in seinem Herz schlagen 294.912 PowerPC 450-Prozessoren im Takt von 850 Megahertz. Unter anderem auf diesem Rechner kann der Würzburger Physiker Professor Fakher Assaad in den nächsten Monaten seiner Forschung nachgehen.

Das John-von-Neumann-Institut für Computing hat seinem Forschungsprojekt die Auszeichnung „John von Neumann Exzellenzprojekt 2012“ verliehen; damit verbunden ist jede Menge Rechenzeit an den Jülicher Supercomputern. Assaads Projekt sei wegen seiner „ausgezeichneten Vorarbeiten, der hohen Bedeutung der zu erwartenden Erkenntnisse und der Qualität der eingesetzten Methoden“ ausgewählt worden, heißt es in einer Pressemitteilung des Instituts.

Fakher Assaads Forschung: Vielteilchensysteme

Assaad und seine Mitarbeiter untersuchen Materialien, deren Eigenschaften durch hochgradige Koppelung vieler Elektronen untereinander bestimmt sind. Von „Vielteilchensystemen“ sprechen die Physiker in solchen Fällen. „Solche Systeme verhalten sich völlig anders als die einfache Summe der einzelnen Teilchen. Die daraus entstehende Komplexität bringt eine große Vielfalt an Phänomenen mit sich“, sagt Assaad. „Vielteilchen“: das können übrigens leicht mal 1023 sein.

Bei so vielen Teilchen, die auch noch untereinander in Verbindung stehen, ist es klar, dass sich deren Verhalten nur mit höchst komplexen numerischen Simulationen nachstellen lässt. Enorm schnelle Rechner übernehmen somit eine zentrale Rolle, wenn es darum geht, die zugrunde liegenden kollektiven Phänomene zu erforschen. Assaad und sein Team wollen mit der Rechenleistung, die ihnen auf den Jülicher Supercomputern zur Verfügung steht, insbesondere Materialien mit sogenanntem „Quantenmagnetismus“ untersuchen. Bei ihnen ist das quantenphysikalische Wechselspiel der Elektronen von zentraler Bedeutung für die magnetischen Eigenschaften.

Die Forschung an solchen „korrelierten Elektronensystemen“ ist nicht nur Gegenstand der Grundlagenforschung. „Die starke Reaktion solcher Materialien auf äußere Störungen wie Temperaturunterschiede oder Magnetfelder verspricht eine Vielzahl von technischen Anwendungen in der Zukunft“, sagt Assaad. Verbesserte Algorithmen und die ständig steigende Leistung moderner Supercomputer in den vergangenen Jahrzehnten bieten den Physikern die Chance, die fundamentalen Prozesse in diesen Elektronensystemen immer besser zu verstehen.

„Die Rechenzeit, die wir im Rahmen des John-von-Neumann-Exzellenzprojekts 2012 zur Verfügung gestellt bekommen, ermöglicht es uns unter anderem, unser Verständnis auf dem Gebiet des Quantenmagnetismus und des Zusammenspiels der Spin-Bahn-Wechselwirkung mit elektronischen Korrelationen voranzutreiben“, sagt Assaad.

Das John-von-Neumann-Institut für Computing

Das John-von-Neumann-Institut für Computing (NIC) ist eine gemeinschaftliche Gründung des Forschungszentrums Jülich und der Stiftung Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY. Seine Aufgabe ist es, die supercomputergestützte naturwissenschaftlich-technische Forschung und Entwicklung zu fördern. Seine Mitarbeiter vergeben nach intensiver Prüfung Rechenzeit auf Supercomputern für Projekte der Wissenschaft, Forschung und Industrie. Die Höchstleistungsrechner mit der erforderlichen informationstechnischen Infrastruktur werden am Standort Jülich vom Jülich Supercomputing Centre und bei DESY vom Zentrum für Paralleles Rechnen in Zeuthen betrieben.

Kontakt
Prof. Dr. Fakher Assaad, T: (0931) 31-83652, assaad@physik.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise