Spinhenge@home - Wikiwand

Spinhenge@home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC. Целью проекта является целенаправленный синтез специально спроектированных магнитных молекул (например, $Mo_{72}Fe_{30}$ и $Mo_{72}Cr_{30}$ ^[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).

Краткие факты Платформа, Объём загружаемого ПО ...

Spinhenge@home
Скриншот 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
Медиафайлы на Викискладе

Вычисления в рамках проекта стартовали в июле 2006 года. По состоянию на 25 сентября 2011 года в нём приняли участие более 58 000 добровольцев (более 152 000 компьютеров) из 183 стран, обеспечивая вычислительную мощность в 22,7 терафлопс^[2].

Remove ads

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 $C_{2}F_{5}$ ).

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

Remove ads

История проекта

24 июля 2006 года добавлен набор заданий («mo72_fe30_10_x_10_*») для расчета магнитных свойств молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$ , включающей в своем составе 30 парамагнитных ионов $Fe^{3+}$ (спин = 5/2), расположенных в молекуле в вершинах икосододекаэдра, при низких температурах^[5]^[6].
1 сентября 2006 года добавлен набор заданий («kagome_100_100_*»)^[6].
11 сентября 2006 года добавлен набор заданий («dodecahedron_*») для расчета магнитных свойств антиферромагнитного додекаэдра^[6].
12 сентября 2006 года добавлен набор заданий («kagome_2_*»)^[6].
20 сентября 2006 года добавлен дополнительный набор заданий («fe30_*») для расчета магнитных свойств молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$ ^[6].
5 ноября 2006 года добавлен набор заданий («fullerene_*») для исследования свойств магнитного фуллерена, включающего в своем составе 60 ионов $Fe^{3+}$ , расположенных в вершинах усеченного икосаэдра (аналогичную структуру имеет футбольный мяч), при низких температурах^[6].
5 декабря 2006 года добавлен набор заданий («great_rhombi_T25_*», «great_rhombi_T30_*») для исследования магнитных свойств молекулы, включающей 120 ионов $Fe^{3+}$ , расположенных в вершинах ромбоикосододекаэдра при низких температурах (25 и 30 K)^[6].
13 декабря 2006 года 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].
22 декабря 2006 года 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 года были начаты более детальные расчеты для молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$ ^[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].