Compute/Grid-Cluster
Condensed Matter Physics
Final Report Abstract
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.
Publications
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