Spinhenge@home

Spinhenge@home
Платформа	BOINC
Объём загружаемого ПО	1 МБ
Объём загружаемых данных задания	1 КБ
Объём отправляемых данных задания	0,5 КБ (Fe30)
Объём места на диске	<2 МБ
Используемый объём памяти	6 МБ (Fe30)
Графический интерфейс	есть (только заставка)
Среднее время расчёта задания	3 часа
Deadline	14 дней
Возможность использования GPU	нет

Скриншот программы во время расчета

Spinhenge@home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC. Целью проекта является целенаправленный синтез специально спроектированных магнитных молекул (англ.) (например, $Mo_{72} Fe_{30}$ и $Mo_{72} Cr_{30}$^[1]) на основании квантово-механического моделирования с использованием метода Монте-Карло (алгоритм Метрополиса), результаты которого можно непосредственно сравнивать с экспериментом. Кроме того, в ходе исследований планируется расширить понимание молекулярного магнетизма, а также найти возможность его использования в прикладных областях. Проект поддерживается Университетом прикладных наук в Билефельде (англ. Bielefeld University of Applied Sciences), департамент электротехники и информатики, в сотрудничестве с Министерством энергетики США (англ. DOE) и Лабораторий Эймса (англ. Ames Laboratory) Университета Айовы (англ. Iowa State University).

Вычисления в рамках проекта стартовали в июле 2006 года. По состоянию на 25 сентября 2011 года в нём приняли участие более 58000 добровольцев (более 152000 компьютеров) из 183 стран, обеспечивая вычислительную мощность в 22,7 терафлопс^[2].

Описание проекта

В качестве текущих задач проекта рассматриваются^[3]:

• исследования динамики вращения в магнитных молекулах;
• моделирование для термодинамических исследований в комплексных спиновых (вращательных) системах;
• описание комплексного устройства молекул и наноструктурированных материалов на их основе (например, изучение динамики магнитных барьеров);
• исследование возможности применения магнитных молекул в квантовых компьютерах (в настоящее время фирмой IBM создана модель кубита с использованием магнитной молекулы $C_2 F_5$).

Перспективной областью практического применения является создание высокоинтегрированных модулей памяти (см. FeRAM) и миниатюрных магнитных выключателей. Также существуют биомедицинские приложения при локальной химиотерапии опухолей^[4].

История проекта

• 

  Икосододекаэдр
  24 июля 2006 г. добавлен набор заданий («mo72_fe30_10_x_10_*») для расчета магнитных свойств молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$, включающей в своем составе 30 парамагнитных ионов $Fe^{3+}$ (спин = 5/2), расположенных в молекуле в вершинах икосододекаэдра, при низких температурах^[5][6].
• 1 сентября 2006 г. добавлен набор заданий («kagome_100_100_*»)^[6].
• 

  Додекаэдр
  11 сентября 2006 г. добавлен набор заданий («dodecahedron_*») для расчета магнитных свойств антиферромагнитного додекаэдра^[6].
• 12 сентября 2006 г. добавлен набор заданий («kagome_2_*»)^[6].
• 20 сентября 2006 г. добавлен дополнительный набор заданий («fe30_*») для расчета магнитных свойств молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$^[6].
• 

  Усеченный икосаэдр
  5 ноября 2006 г. добавлен набор заданий («fullerene_*») для исследования свойств магнитного фуллерена, включающего в своем составе 60 ионов $Fe^{3+}$, расположенных в вершинах усеченного икосаэдра (аналогичную структуру имеет футбольный мяч), при низких температурах^[6].
• 

  Ромбоикосододекаэдр
  5 декабря 2006 г. добавлен набор заданий («great_rhombi_T25_*», «great_rhombi_T30_*») для исследования магнитных свойств молекулы, включающей 120 ионов $Fe^{3+}$, расположенных в вершинах ромбоикосододекаэдра при низких температурах (25 и 30 K)^[6].
• 

  Расположение ионов в BCC-решетке
  13 декабря 2006 г. был запущен набор заданий («bcc_lattice_*») для расчета критической температуры в диапазоне температур 1—1000 K для кубической центрированной решетки (англ. Body Centered Cubic) (каждый ион взаимодействует с 8 ближайшими соседями) с целью проверки адекватности модели с использованием метода Монте-Карло^[6].
• 

  Расположение ионов в SC-решетке
  22 декабря 2006 г. был запущен аналогичный набор заданий («sc_29791_cyc_*») для расчетов критической температуры простой кубической решетки (англ. Simple Cubic) (каждый ион взаимодействует с 6 ближайшими соседями)^[6].
• 27 января 2007 г. были начаты более детальные расчеты для молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$^[7].
• 9 апреля 2011 г. в рамках проекта были начаты расчеты, связанные с магнитными наночастицами с оболочкой (англ. core/shell nanoparticle). Один из и взаимодействующих друг с другом металлов, входящих в состав частицы, образует ядро (антиферромагнетик), другой (ферромагнетик) — оболочку. По заявлениям авторов проекта данные частицы могут найти применение в устройствах хранения данных высокой плотности и перспективных спинтронных устройствах. На данный момент исследуется ряд вопросов, связанных со статическим и динамическим поведением данных частиц^[7].

Научные достижения

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

См. также

• Добровольные вычисления
• BOINC
• Спинтроника

Ссылки

• Официальный сайт проекта
• Все Российские команды
• Все Российские участники
• Университет Прикладных Наук в Билефельде, департамент электротехники и информатики (FB2)
• Научное описание на boinc.ru
• http://www.unitedboinc.com/projects/76-spinhengehome

Обсуждение проекта в форумах:

• boinc.ru
• distributed.org.ua
• distributed.ru

Примечания

1. ↑ Christian Schröder, Ruslan Prozorov, Paul Kögerler, Matthew D. Vannette, Xikui Fang, Marshall Luban, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Achim Müller, Ana Maria Todea. Multiple nearest-neighbor exchange model for the frustrated Keplerate magnetic molecules Mo72Fe30 and Mo72Cr30
2. ↑ BOINCstats | Spinhenge@home — Credit overview
3. ↑ About Spins
4. ↑ About the Project
5. ↑ http://spin.fh-bielefeld.de/docs/Mo72Fe30_layer.pdf
6. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9} WU archive
7. ↑ ^{1 2} Workunit Informationen