Перейти к содержанию

Spinhenge@home

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Spinhenge@home
Скриншот программы во время расчетаСкриншот программы во время расчета
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

Spinhenge@home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC. Целью проекта является целенаправленный синтез специально спроектированных магнитных молекул[англ.] (например, [math]\displaystyle{ Mo_{72} Fe_{30} }[/math] и [math]\displaystyle{ Mo_{72} Cr_{30} }[/math][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[англ.] 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].

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 [math]\displaystyle{ C_2 F_5 }[/math]).

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 расчета магнитных свойств молекулы [math]\displaystyle{ Mo_{72}Fe_{30} }[/math], включающей в своем составе 30 парамагнитных ионов [math]\displaystyle{ Fe^{3+} }[/math] (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 расчета 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 расчета магнитных свойств молекулы [math]\displaystyle{ Mo_{72}Fe_{30} }[/math][6].
  • Усеченный икосаэдр
    5 ноября 2006 г. добавлен набор заданий («fullerene_*») для исследования свойств магнитного фуллерена, включающего в своем составе 60 ионов [math]\displaystyle{ Fe^{3+} }[/math], расположенных в вершинах усеченного 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 [math]\displaystyle{ Fe^{3+} }[/math], расположенных в вершинах ромбоикосододекаэдра при низких температурах (25 и 30 K)[6].
  • Расположение ионов в BCC-решетке
    13 декабря 2006 г. был запущен набор заданий («bcc_lattice_*») для расчета критической температуры в диапазоне температур 1—1000 K для кубической центрированной решетки (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-решетке
    22 декабря 2006 г. был запущен аналогичный набор заданий («sc_29791_cyc_*») для расчетов критической температуры простой кубической решетки (англ. Simple Cubic) (каждый ион взаимодействует с 6 ближайшими соседями)[6].
  • 27 января 2007 г. были начаты более детальные расчеты для молекулы [math]\displaystyle{ Mo_{72}Fe_{30} }[/math][7].
  • 9 апреля 2011 г. в рамках проекта были начаты расчеты, 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

Ссылки

Обсуждение проекта в форумах:

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 (недоступная ссылка). Дата обращения: 25 сентября 2011. Архивировано 3 января 2014 года.
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 WU archive Архивировано 4 октября 2011 года.
  7. 7,0 7,1 Workunit Informationen Архивировано 3 октября 2011 года.