4

Naukowcy z Politechniki Poznańskiej robią niesamowite rzeczy. Dzięki chmurze Microsoft

Polscy naukowcy robią naprawdę niesamowite rzeczy dla nauki i tym razem warto wskazać na to, że nie odbyłoby się to bez Microsoftu. Badacze z Politechniki Poznańskiej pracują nad stworzeniem precyzyjnego opisu struktury atomu. Celem jest wyznaczenie dokładnej funkcji falowej, by móc prognozować własności atomów pochodzących z kosmosu.

Fizycy z Zakładu Inżynierii i Metrologii Kwantowej z Politechniki Poznańskiej mierzą fale linii widmowych przez atomy badanych pierwiastków, następnie te dane są eksportowane do chmury Azure, gdzie dokonywane są kolejne obliczenia. Jest to niesamowita szansa dla badania kosmosu, gdzie znajdują się swobodne atomy oraz ich jony. Te z kolei emitują światło zawierające składowe dyskretnych częstotliwości. Ich pomiarów dokonuje się na Ziemi oraz przy pomocy spektroskopów umieszczonych na orbicie. Owe częstotliwości następnie są przyporządkowywane do konkretnych atomów oraz jonów. Dzięki tym danym naukowcy są w stanie również stwierdzić również to, jak długo konkretny atom przebywał w stanie wzbudzonym i jakie jest otoczenie rozpoznanych elementów (np. wielkość pól magnetycznych, temperatura pobliskich gwiazd).

Jednym z najważniejszych osiągnięć naukowców z Politechniki Poznania było opisanie struktury poziomów oraz interpretacja widma obserwowanego dla atomów holmu oraz terbu. Informacje te zostały pozyskane drogą obliczeń w platformie Azure.

Naukowcy otrzymali grant na badania

Grant w wysokości 20 tysięcy dolarów do wykorzystania w chmurze Azure pozwolił naukowcom na przeanalizowanie atomów o złożonej strukturze poziomów energii (czyli jak wyżej – terb oraz holm). Jak wskazują sami naukowcy, takie obliczenia wymagają sporych ilości energii. Stworzenie modelu pasującego do już poznanych poziomów energetycznych sprowadza się do wielokrotnego rozwiązywania zagadnienia własnego dużych macierzy oraz wielokrotnych korekcji określających model parametrów. Taki model może mieć ogromne zastosowanie nie tylko w badaniach astronomicznych, ale także w obserwacjach laboratoryjnych.

naukowcy

Uzyskane wyniki i możliwość wykonania obliczeń w skali dotąd niedostępnej, zmotywowały nas do opracowania nowatorskich metod, które w dalszej perspektywie pozwolą uzyskać jeszcze bardziej spektakularne rezultaty. Dzięki temu nasz nowy algorytm obliczeń będzie już w pełni skalowalny

dr Andrzej Sikorski, Politechnika Poznańska

Naukowcy w toku badań opracowali również własny model klastra bazującego na maszynach wirtualnych. Jako że wymagana była praca na dużej ilości danych wejściowych, skorzystano z zestawu maszyn wirtualnych, które przechowywały parametry na lokalnych dyskach. Przy okazji, wzorowano się na usłudze Azure Batch.

Ostatecznie, udało się określić funkcję falową opisującą stan atomu. Ta z kolei pozwoliła na scharakteryzowanie oczekiwanych wartości dla wielkości dających się zweryfikować doświadczalnie. Dla naukowców najistotniejsze były energie stanów kwantowych atomów. Uzyskane wyniki przydadzą się z całą pewnością do interpretacji danych pochodzących z obserwatoriów oraz planowania eksperymentów z zakresu spektroskopii laserowej.