Compute/Grid-Cluster
Physik der kondensierten Materie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der High-Performance-Rechencluster PhiDO wurde Anfang 2010 als zentraler Rechencluster von Arbeitsgruppen aus der experimentellen Teilchen- und Astroteilchenphysik, der Medizinphysik sowie von Arbeitsgruppen aus der Theoretischen Physik im Bereich Kondensierte Materie und Teilchenphysik in Betrieb genommen. Die Forschungsbereiche, für die PhiDO genutzt wurde und wird, sind angesichts der verschiedenen Arbeitsgruppen breit gestreut, was sich durch die Beteiligung an der NRW-Forschungsschule „Forschung mit Synchrotronstrahlung in den Nano- und Biowissenschaften“, der Forschergruppe „Quark Flavour Physics and Effective Field Theories“ (FOR 1873), der BMBF-Verbundforschungsprojekte „LHCb“, „Theorieverbund Teilchenphysik“, „MAGIC“, „CTA“ und „IceCube“ sowie an den Sonderforschungsbereichen „Statistik nichtlinearer dynamischer Prozesse“ (SFB 823) und „Verfügbarkeit von Information durch Analyse unter Ressourcenbeschränkung“ (SFB 876) ausdrückt. Im Folgenden sind einige Arbeitsschwerpunkte skizziert: Für die Dortmunder Analysen im Rahmen der LHCb-Kollaboration mit dem Schwerpunkt von Untersuchungen zur Materie-Antimaterie-Asymmetrie ist PhiDO unverzichtbar, wobei neben der Datenanalyse auch zahlreiche Simulationsrechnungen durchgeführt werden. Im Bereich der theoretischen Teilchenphysik wurden Berechnungen und Simulationen mit Schwerpunkt Quarkflavorphysik zur Erstellung von Präzisionsvorhersagen durchgeführt, die eine hohe Relevanz für die Interpretation von LHCb-Resultaten haben. Im Rahmen der Beteiligung an den Experimenten MAGIC und IceCube und FACT nimmt PhiDO eine besondere Rolle ein, da hier ein großer Teil der von den Forschungsverbünden benötigten Monte-Carlo-Produktion erzeugt wurde. Da auf diese simulierten Luftschauer-Ereignisse nahezu alle Analysen der Experimente zwingend angewiesen sind, ergibt sich eine entsprechend hohe Anzahl an Publikationen, für die PhiDO wesentlich war. Höchst CPU- und auch Speicher-intensiv sind auch die Projekte im Bereich der Festkörpertheorie, in denen kontinuierliche unitäre Transformationen für verschiedene Fragestellung realisiert werden. So werden dabei umfangreiche nichtlineare Differentialgleichungssysteme mit bis zu 106 Gleichungen abgeleitet und anschließend gelöst. Weitere Arbeiten betrafen die Lösung selbstkonsistenter Integralgleichungen oder die Berechnung von dynamischen Eigenschaften wie der Dekohärenz im Zentralspinmodell mittels Dichtematrixrenormierung. Auf dem Gebiet der Quanteninformationsverarbeitung liegt das Forschungsinteresse in der Beschreibung emergenter Phänomene wie topologischer Zustände und Anregungen in niedrigdimensionalen physikalischen Quantensytemen, wie man sie in der kondensierten Materie, in der Atomphysik und in Modellen für Quanteninformation vorfindet, sowie in Untersuchungen zum quantenmechanischen Informationstransport in Spinketten. Simulationsrechnungen betrafen auch die Arbeiten im Bereich der Medizinphysik zur Bestimmung von Strahlenfeldern in der Brachytherapie und im Bereich weicher Materie und biologische Physik zu semiflexiblen Polymeren und zur stochastischen Wachstumsdynamik von Mikrotubuli im Zytoskelett. PhiDO besteht aus zwei Management-Servern, zwei Gateways, 11 Fileservern und 1184 CPU-Kernen. Der gesamte Hauptspeicher der Rechenknoten beträgt 4,6 TByte. Systemweit stehen ca. 230 TByte Festplattenplatz über das parallele Filesystem FhGFS zur Verfügung. Der vergleichsweise große Festplattenplatz geht auf die Anforderungen der experimentellen Gruppen zurück, da die Daten für die lokalen Analysen sowie die in Dortmund erzeugten simulierten Ereignisse gespeichert werden müssen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Acoustic Faraday effect in Tb3Ga5O12. Physical Review B, Vol. 81. 2010, Issue 21, 214415.
A. Sytcheva, U. Löw, S. Yasin, J. Wosnitza, S. Zherlitsyn, P.Thalmeier, T. Goto, P. Wyder, B. Lüthi
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.214415) - Derivation of the t-J model for finite Doping. Physical Review B, Vol. 82. 2010, Issue 23, 235117.
S. A. Hamerla, S. Duffe, G. S. Uhrig
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.235117) - The benefits of B¯→K¯∗l+l− decays at low recoil. Journal of High Energy Physics, Vol. 2010. 2010: 98.
C.Bobeth, G.Hiller, D.van Dyk
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/JHEP07(2010)098) - Microscopic model for Bose-Einstein condensation and quasiparticle decay. Europhysics Letters, Vol. 96. 2011, Number 4, 47001
T. Fischer, S. Duffe, G.S. Uhrig
(Siehe online unter https://doi.org/10.1209/0295-5075/96/47001) - More benefits of semileptonic rare B decays at low recoil: CP violation. Journal of High Energy Physics, Vol. 2011. 2011: 67.
C.Bobeth, G.Hiller, D.van Dyk,
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/JHEP07(2011)067) - Neutrinos from Starburst-Galaxies - A source stacking analysis of AMANDA II and IceCube data. Astrophysics and Space Sciences Transactions, Vol. 7. 2011, Issue 1, pp. 7-10.
Dreyer, J., Becker, J. K., Rhode, W. and the IceCube Collaboration
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.5194/astra-7-7-2011) - Self-consistent spin-wave theory for a frustrated Heisenberg model with biquadratic exchange in the columnar phase and its application to iron pnictides. Physical Review B, Vol. 84. 2011, Issue 6, 064505.
D. Stanek, O.P. Sushkov, G.S. Uhrig
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.84.064505) - Truncation errors in self-similar continuous unitary transformations
European Physical Journal B, Vol. 79. 2011, Issue 2, pp. 225–240.
N. A. Drescher, T. Fischer, G.S. Uhrig
(Siehe online unter https://doi.org/10.1140/epjb/e2010-10723-6) - Bayesian Fit of Exclusive b->s ll Decays: The Standard Model Operator Basis. Journal of High Energy Physics, Vol. 2012. 2012: 30.
F.Beaujean,C.Bobeth,D. Van Dyk, C.Wacker
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/JHEP08(2012)030) - Differences of Leptonic and Hadronic Radiation Production in Flaring Blazars. Astrophysical Journal, Vol. 749. 2012, Number 2, 155.
Eichmann, B., Schlickeiser, R., Rhode, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/0004-637X/749/2/155) - Dynamics and length distribution of microtubules under force and confinement. Physical Review E, Vol. 86. 2012, Issue 4, 041918.
B. Zelinski, N. Müller, J. Kierfeld
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevE.86.041918) - Spin chains for robust state transfer: Modified boundary couplings
versus completely engineered chains. Physical Review A, Vol. 85. 2012, Issue 1, 012318.
A. Zwick, G. A. Alvarez, J. Stolze, O. Osenda
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevA.85.012318) - Controlling adsorption of semiflexible polymers on planar and curved susbtrates. Journal of Chemical Physics, Vol. 139. 2013, Issue 3, 034903.
T. Kampmann, H.-H. Boltz, J. Kierfeld
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1063/1.4813021) - Measurement of the B0-B0 oscillation frequency Δmd with the decays B0-D-π+ and B0→J/ΨK*0. Physics Letters B, Vol. 719. 2013, Issues 4–5, pp. 318-325.
R. Aaij et al.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.physletb.2013.01.019) - One-dimensional fermionic systems after interaction quenches and their description by bosonic field theories. Journal of Physics, Vol. 15. 2013, 073012.
S.A. Hamerla, G.S. Uhrig
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/7/073012) - Solving inverse problems with the unfolding program TRUEE: Examples in astroparticle physics. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 697. 2013, pp. 133-147.
Milke, N., Doert, M., Klepser, S., Mazin, D., Blobel, V., Rhode, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.nima.2012.08.105) - SU(3) Flavor Anatomy of Non-Leptonic Charm Decays. Physical Review D, Vol. 87. 2013, Issue 1, 014024.
G.Hiller, M.Jung, S.Schacht
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevD.87.014024)
