Υπολογιστικά μοντέλα πολλαπλής κλίμακας σε σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα παράλληλης επεξεργασίας: Από τη Μοριακή Προσομοίωση στις εξισώσεις διατήρησης στο συνεχές

Το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών “Δημόκριτος”, συνεχίζοντας μία μακρά παράδοση, διοργάνωσε από 4 έως 15 Ιουλίου 2016 Θερινό Σχολείο προσανατολισμού και ενημέρωσης, που απευθύνεται σε πτυχιούχους και τελειόφοιτους ΑΕΙ/ΤΕΙ.

Οι διαλέξεις του Θερινού Σχολείου καλύπτουν τις παρακάτω θεματικές περιοχές:

• Περιβάλλον – Ενέργεια – Ασφάλεια
• Προηγμένα Υλικά, Μικρο – Νανοτεχνολογία & Διατάξεις
• Βασική Έρευνα στις Φυσικές Επιστήμες
• Τεχνολογίες Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
• Επιστήμες Ζωής
• Νέες Τεχνολογίες και Πολιτιστική Κληρονομιά.

Οι διαλέξεις του Θερινού Σχολείου πραγματοποιήθηκαν από διακεκριμένους επιστήμονες από Ερευνητικά Κέντρα και Πανεπιστήμια της Ελλάδας και του εξωτερικού  και του ΕΚΕΦΕ ''Δ''. Επίσης στο πλαίσιο του Θ.Σ. πραγματοποιήθηκαν επισκέψεις στις εργαστηριακές εγκαταστάσεις του κέντρου και πρακτική εξάσκηση σε επιλεγμένα εργαστήρια.

Περίληψη της ομιλίας:

Η αλματώδης ανάπτυξη των δυνατοτήτων των ηλεκτρονικών υπολογιστών έχει σαν άμεση συνέπεια τον εμπλουτισμό της επιστημονικής μεθόδου με το εργαλείο της προσομοίωσης. Η διαδικασία αυτή, της in silico αναπαράστασης της φυσικής πραγματικότητας με βάση τους μέχρι σήμερα γνωστούς φυσικούς νόμους, προσφέρει πολλά στην προσπάθεια κατανόησης της Φύσης. Δύσκολα, ακριβά ή χρονοβόρα πειράματα μπορούν, καταρχήν, να εκτελεστούν και να αναλυθούν από καλά προετοιμασμένες προσομοιώσεις, ενώ οι συνέπειες πολύπλοκων θεωριών μπορούν να ελεγχθούν χωρίς την ανάγκη ισχυρών εξιδανικεύσεων ή/και προσεγγίσεων.
 

Στην ομιλία γίνεται αναφορά σε μοριακές τεχνικές προσομοίωσης, στοχαστικές (Monte Carlo) και αιτιοκρατικές (μοριακή δυναμική), καθώς επίσης και στις προσπάθειες να ξεπεραστεί το φράγμα της κλίμακας μήκους – χρόνου που επιβάλλει η χρήση “παραδοσιακών” δυναμικών. Σε αυτή τη βάση, μέσω της μελέτης ενός παραδείγματος σχετικού με διπλοστοιβάδες λιπιδίων, παρουσιάζεται το coarse-grained δυναμικό αλληλεπίδρασης MARTINI.

Επιπρόσθετα αναφέρονται στοιχεία τα οποία αφορούν το hardware που χρησιμοποιείται για τους παραπάνω υπολογισμούς, καθώς και για τις πιθανές αστοχίες που μπορεί να προκύψουν, αν το εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο της προσομοίωσης εφαρμοσθεί χωρίς την απαραίτητη κριτική επιστημονική ματιά.