De geavanceerde computerdiensten van FCT maken het mogelijk om de klassieke wetten van de statistische fysica te doorbreken

Onderzoekers Luís Oliveira e Silva, Thales Silva en Pablo Bilbao (promovendus) van het Instituut voor Plasma's en Kernfusie, een onderzoeksafdeling van het Instituto Superior Técnico, ontdekten tot nu toe onbekende eigenschappen in plasma's. Plasma's bewegen met bijna de lichtsnelheid wanneer ze worden blootgesteld aan extreem sterke magnetische velden. De ontdekking, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances , kan helpen de oorsprong van radiostraling in neutronensterren te verklaren.

Voor deze ontdekking, die de klassieke wetten van de statistische fysica in twijfel trekt, maakten onderzoekers gebruik van geavanceerde computerdiensten die de Foundation for Science and Technology (FCT) via haar afdeling digitale diensten, FCCN, ter beschikking stelt aan de wetenschappelijke gemeenschap.

Het vermogen om veeleisende numerieke simulaties uit te voeren en grote hoeveelheden data met hoge prestaties te verwerken, taken die momenteel mogelijk zijn met de Deucalion Supercomputer, bleken essentieel voor het succes van dit onderzoek. Het onderzoeksteam benadrukt het cruciale belang van deze middelen voor het behalen van de resultaten.

"De gerapporteerde ontdekking onderzoekt het niet-lineaire gedrag van het plasma, en het is alleen mogelijk om de theoretische voorspelling ondubbelzinnig te demonstreren met grootschalige numerieke simulaties", legt projectcoördinator Luís Oliveira e Silva uit. "Zonder deze simulaties kon de ontdekking niet worden bevestigd. In ons werk zijn de simulaties authentieke numerieke experimenten en zonder de geavanceerde computermiddelen van de FCT zouden deze numerieke experimenten niet kunnen worden uitgevoerd", voegt hij eraan toe.

Pablo Bilbao, een onderzoeker in het team, benadrukt ook de beperkingen die ze zouden tegenkomen zonder toegang tot geavanceerde computers: "Zonder de geavanceerde computermiddelen bij FCT ​​hadden we alleen het begin van het proces kunnen bestuderen, waar de theorie nog kan voorspellen wat er gebeurt. Maar dankzij grootschalige simulaties konden we veel verder gaan – en langs deze weg is het nieuwe fenomeen ontstaan. Zonder deze toegang zou deze ontdekking simpelweg niet mogelijk zijn geweest."

Naast de computermiddelen zelf benadrukt het team ook de effectieve samenwerking met de technische diensten van FCCN: "We willen graag onze diepe dank uitspreken aan het FCCN-team, met name Advanced Computing Services en Deucalion, voor de middelen die ze ons ter beschikking hebben gesteld en voor de ondersteuning, zowel technisch als administratief, gedurende het hele project. Deze ondersteuning was essentieel om de beschikbare middelen optimaal te benutten", aldus Thales Silva.

Luís Oliveira e Silva benadrukt ook het belang van geavanceerde computers voor het concurrentievermogen van nationaal onderzoek: "Numerieke simulaties staan ​​centraal in ons werk en vormen het wetenschappelijke instrument om onze ideeën en theorieën te testen. Zonder de geavanceerde computermiddelen van de FCT zouden we geen internationaal concurrerend werk kunnen uitvoeren. En met passende en nauwere technische ondersteuning wordt het werk aanzienlijk versneld. Het stelt ons in staat om voorop te lopen in het onderzoek naar astrofysische plasma's en te concurreren met de beste groepen ter wereld op dit gebied."

Deucalion maakt deel uit van het netwerk van Europese supercomputers van de EuroHPC Joint Undertaking, dat toegankelijk is voor de onderzoeks- en innovatiegemeenschap. Dit is een gezamenlijk project van de FCT, ontwikkeld via de FCCN en het Europese partnerschap EuroHPC, gefinancierd door investering RE-C05-i08 "Ciência Mais Digital" van het herstel- en veerkrachtplan (PRR), met deze supercomputer die in staat is om een ​​hoogwaardige Linpack (HPL)-prestatie van 3,9 petaflops te bereiken.

Opmerking bij de afbeelding: in deze scenario's zijn elektronen gerangschikt in een ring, in wat natuurkundigen impulsruimte noemen. Dit is een manier om de snelheden van deeltjes te visualiseren in plaats van hun positie. De ring geeft aan dat alle elektronen vrijwel dezelfde energie delen, een speciale conditie die voorkomt in gemagnetiseerde plasma's en die de instabiliteit kan veroorzaken die aanleiding geeft tot uitbarstingen van coherente radiogolven. Credits: Pablo Bilbao, GoLP/IPFN/IST