211service.com
Wykorzystanie względności Einsteina do przyspieszenia symulacji superkomputerów 10 000%
Czasami, gdy trzeba przełamać zacięcie obliczeniowe, wymagana jest nie większa moc, ale przełom koncepcyjny. A czasami ten przełom pochodzi bezpośrednio z pracy Alberta Einsteina.
W tym przypadku problemem jest symulacja laserów uderzających w plazmę – co jest jednym z tych najnowocześniejszych obszarów fizyki, które mogą prowadzić, według Podsumowanie 2008 z dziedziny , terapia protonowa w leczeniu nowotworów, charakterystyka materiałów, chemia sterowana promieniowaniem, bezpieczeństwo granic poprzez wykrywanie materiałów wybuchowych, narkotyków i innych niebezpiecznych substancji oraz oczywiście fizyka cząstek wysokich energii.
Innymi słowy, stacjonarne akceleratory cząstek .
Ale zanim będziemy mogli zbudować akceleratory tak wydajne, jak Wielki Zderzacz Hadronów w CERN w zaciszu naszych podziemnych legowisk , musimy najpierw użyć komputerów do modelowania zachowania tych tzw akceleratory laserowo-plazmowe .
Nawet na 17. najszybszy superkomputer na świecie okazuje się, że jest to zadanie herkulesowe.
I tu następuje przełom: fizycy zdali sobie sprawę, że ponieważ laser przyspiesza elektrony na swojej drodze prawie do prędkości światła, efekty relatywistyczne zaczynają być wielką sprawą – te same efekty, które po raz pierwszy odkryto przez Alberta Einsteina.
A jeśli pamiętamy cokolwiek z Krótkiej historii czasu czy nawet oryginalnej Planety małp, to właśnie to, że przy prędkościach zbliżonych do prędkości światła, gdzie obserwator stoi ma ogromny wpływ na to, co postrzega – jest to np. powód, dla którego astronauta podróżujący z prędkością bliską prędkości światła starzałby się znacznie wolniej niż ludzie, których pozostawił na Ziemi.
Wcześniej wszystkie symulacje akceleratorów laserowo-plazmowych były prowadzone z perspektywy fizyka stojącego gdzieś w pobliżu eksperymentu – innymi słowy kogoś, kto widzi superkrótki impuls laserowy przemieszczający się w niemal nieruchomej plazmie. Matematycznie bardzo trudno to zasymulować - laser jest krótki.
Ale co, jeśli zamiast tego przyjmiemy perspektywę samej plazmy? Teraz, w odniesieniu do lasera, wygląda to tak, jakby plazma poruszała się w kierunku wiązki światła z prędkością zbliżoną do światła. Ze względu na efekty relatywistyczne rozciąga to wiązkę lasera, czyniąc ją dłuższą i łatwiejszą do symulacji matematycznie.
Voila - the wynikowy algorytm jest setki razy szybciej niż poprzednie próby symulacji akceleratora laserowo-plazmowego.
Śledź Mims na Twitterze lub skontaktuj się z nim przez e-mail .