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 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie