| Mit bisherigen Rechnerleistungen konnten Proben aus 1.000 bis 1 Million
Teilchen betrachtet werden, die in Würfel mit Kantenlängen von 10 bis 100
Teilchenabständen oder etwa 3 bis 30 Nanometern passen. Systeme dieser Größe sind
eigentlich noch keine richtigen Festkörper, allenfalls atomare Cluster. Will man
plastische Verformung oder Rißausbreitung studieren, wobei die atomaren Vorgänge an der
Rißspitze den Bruchverlauf bis tief in den Kristall beeinflussen, sind größere
Teilchenzahlen erforderlich.
Mit dem am Institut für Theoretische und Angewandte Physik von Dr. Jörg Stadler
entwickelten Molekulardynamik-Programm IMD konnten an der CRAY T3E des
Bundeshöchstleistungsrechenzentrums Stuttgart in einem Demonstrationslauf erstmals
1.213.857.792 Teilchen gerechnet werden, die einen Aluminiumeinkristall simulieren. Das
System formt einen Würfel von 1.000 Atomabständen, das heißt von 0.0003 mm Kantenlänge
und kommt damit in seinen Ausmaßen nahe an die Leiterbahnbreite der Chips, aus denen der
Rechner besteht.
Möglich wurde dieser Weltrekord durch den großen
Arbeitsspeicher der Supercomputers (64 Gb) und das schnelle Kommunikationsnetz (300 Mb/s).
Bei so hohen Teilchenzahlen sind allerdings nur wenige Atomschwingungen zu verfolgen. Man
kann aber bei Verkleinerung der Proben die reale Laufzeit des physikalischen Vorganges bis
in den Mikrosekundenbereich steigern.
Die anfallenden Datenmengen, nämlich die Atomkoordinaten
für alle Zeiten, kann man wegen ihrer Fülle (50.000 Seiten) nicht mehr ausdrukken, nur
mehr direkt auf einem Video abbilden. Auf den Video-Clips wird dann die ganze
Bewegungsvielfalt auf atomarer Skala sichtbar, von den Schallschwingungen bis zu atomaren
Hüpfprozessen, von der Versetzungsbewegung bis zum zick-zack-förmigen Rißfortschritt.
Beim Supercomputer-Wettbewerb „Mannheim SuParCup
‘97“ (siehe http://parallel.rz.uni-mannheim.de/sc/)
erreichte das Programm den Bronze-Preis, der mit DM 1.000 ausgestattet ist. Er wurde
kürzlich anläßlich der Tagung „Supercomputer ‘97“ in Mannheim
überreicht. Der erste Preis ging an einen amerikanischen Wissenschaftler deutscher
Herkunft, der zweite an ein deutsch-japanisches Autorenteam.
KONTAKT
Institut für Theoretische und Angewandte Physik der Universität Stuttgart, Prof.
Dr. Hans-Rainer Trebin, Dr. Jörg Stadler, Pfaffenwaldring 57, 70569 Stuttgart,
Tel. 0711/6 85-52 55; Fa: 07 11/6 85-52 71
e-mail: trebin@itap.physik.uni-stuttgart.de
WWW: http://www.itap.physik.uni-stuttgart.de/h.rt/br
|
