Spinhenge@home

Spinhenge@home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC. Целью проекта является целенаправленный синтез специально спроектированных магнитных молекул[en] (например, и [1]) на основании квантово-механического моделирования с использованием метода Монте-Карло (алгоритм Метрополиса), результаты которого можно непосредственно сравнивать с экспериментом. Кроме того, в ходе исследований планируется расширить понимание молекулярного магнетизма, а также найти возможность его использования в прикладных областях. Проект поддерживается Университетом прикладных наук в Билефельде (англ. Bielefeld University of Applied Sciences), департаментом электротехники и информатики, в сотрудничестве с Министерством энергетики США (англ. DOE) и Лабораторией Эймса (англ. Ames Laboratory) Университета Айовы (англ. Iowa State University).

Вычисления в рамках проекта стартовали в июле 2006 года. По состоянию на 25 сентября 2011 года в нём приняли участие более 58000 добровольцев (более 152000 компьютеров) из 183 стран, обеспечивая вычислительную мощность в 22,7 терафлопс[2].

Общие сведения
Spinhenge@home
Платформа BOINC
Объём загружаемого ПО 1 МБ
Объём загружаемых данных задания 1 КБ
Объём отправляемых данных задания 0,5 КБ (Fe30)
Объём места на диске <2 МБ
Используемый объём памяти 6 МБ (Fe30)
Графический интерфейс есть (только заставка)
Среднее время расчёта задания 3 часа
Deadline 14 дней
Возможность использования GPU нет

Описание проекта

В качестве текущих задач проекта рассматриваются[3]:

  • исследования динамики вращения в магнитных молекулах;
  • моделирование для термодинамических исследований в комплексных спиновых (вращательных) системах;
  • описание комплексного устройства молекул и наноструктурированных материалов на их основе (например, изучение динамики магнитных барьеров);
  • исследование возможности применения магнитных молекул в квантовых компьютерах (в настоящее время фирмой IBM создана модель кубита с использованием магнитной молекулы ).

Перспективной областью практического применения является создание высокоинтегрированных модулей памяти (см. FeRAM) и миниатюрных магнитных выключателей. Также существуют биомедицинские приложения при локальной химиотерапии опухолей[4].

История проекта

  • Икосододекаэдр
    24 июля 2006 г. добавлен набор заданий («mo72_fe30_10_x_10_*») для расчёта магнитных свойств молекулы , включающей в своём составе 30 парамагнитных ионов (спин = 5/2), расположенных в молекуле в вершинах икосододекаэдра, при низких температурах[5][6].
  • 1 сентября 2006 г. добавлен набор заданий («kagome_100_100_*»)[6].
  • Додекаэдр
    11 сентября 2006 г. добавлен набор заданий («dodecahedron_*») для расчёта магнитных свойств антиферромагнитного додекаэдра[6].
  • 12 сентября 2006 г. добавлен набор заданий («kagome_2_*»)[6].
  • 20 сентября 2006 г. добавлен дополнительный набор заданий («fe30_*») для расчёта магнитных свойств молекулы [6].
  • Усечённый икосаэдр
    5 ноября 2006 г. добавлен набор заданий («fullerene_*») для исследования свойств магнитного фуллерена, включающего в своём составе 60 ионов , расположенных в вершинах усечённого икосаэдра (аналогичную структуру имеет футбольный мяч), при низких температурах[6].
  • Ромбоикосододекаэдр
    5 декабря 2006 г. добавлен набор заданий («great_rhombi_T25_*», «great_rhombi_T30_*») для исследования магнитных свойств молекулы, включающей 120 ионов , расположенных в вершинах ромбоикосододекаэдра при низких температурах (25 и 30 K)[6].
  • Расположение ионов в BCC-решётке
    13 декабря 2006 г. был запущен набор заданий («bcc_lattice_*») для расчёта критической температуры в диапазоне температур 1—1000 K для кубической центрированной решётки (англ. Body Centered Cubic) (каждый ион взаимодействует с 8 ближайшими соседями) с целью проверки адекватности модели с использованием метода Монте-Карло[6].
  • Расположение ионов в SC-решётке
    22 декабря 2006 г. был запущен аналогичный набор заданий («sc_29791_cyc_*») для расчётов критической температуры простой кубической решётки (англ. Simple Cubic) (каждый ион взаимодействует с 6 ближайшими соседями)[6].
  • 27 января 2007 г. были начаты более детальные расчёты для молекулы [7].
  • 9 апреля 2011 г. в рамках проекта были начаты расчёты, связанные с магнитными наночастицами с оболочкой (англ. core/shell nanoparticle). Один из и взаимодействующих друг с другом металлов, входящих в состав частицы, образует ядро (антиферромагнетик), другой (ферромагнетик) — оболочку. По заявлениям авторов проекта данные частицы могут найти применение в устройствах хранения данных высокой плотности и перспективных спинтронных устройствах. На данный момент исследуется ряд вопросов, связанных со статическим и динамическим поведением данных частиц[7].

Научные достижения

См. также

Примечания

  1. Christian Schröder, Ruslan Prozorov, Paul Kögerler, Matthew D. Vannette, Xikui Fang, Marshall Luban, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Achim Müller, Ana Maria Todea. Multiple nearest-neighbor exchange model for the frustrated Keplerate magnetic molecules Mo72Fe30 and Mo72Cr30. Дата обращения: 24 октября 2010. Архивировано 18 июля 2017 года.
  2. BOINCstats | Spinhenge@home — Credit overview Архивировано 10 июля 2011 года.
  3. About Spins Архивировано 23 июля 2012 года.
  4. About the Project Архивировано 28 мая 2010 года.
  5. Архивированная копия. Дата обращения: 25 сентября 2011. Архивировано из оригинала 3 января 2014 года.
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 WU archive Архивировано 4 октября 2011 года.
  7. 1 2 Workunit Informationen Архивировано 3 октября 2011 года.

Дополнительно по теме