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2010-08-04 02:39 出处:PConline原创 作者:菠萝果汁 责任编辑:liuyu1
1天体物理学与Jugene回顶部

  上期回顾:《蓝色基因超级计算机为地球点燃恒星之火》让大家一同走进了劳伦斯利佛摩尔国家实验室的蓝色基因L超级计算机,了解了有关核聚变NIF相关实验。引发了大家广泛的探讨。到底科技带给人类的是什么?这次让我们一同看看蓝色基因L的兄弟,蓝色基因P超级计算机。

  在环境科学领域,全球气候变暖愈发被人们所关注,全世界最顶尖的科学家都在为此而努力。在物质结构领域,“夸克”已经很接近出现在我们的眼前了。在生命科学领域,科学家们对蛋白质的研究从未停止。在天体物理学领域,对恒星以及宇宙黑洞的研究也在进一步深入。

天体物理学:

恒星形成的螺旋弧
 

  恒星螺旋弧:数以千计的恒星在离心力的作用下形成螺旋弧,通过超级计算机的模拟将使人们更容易探寻到未知的恒星。在天体物理学上,恒星在主星边缘做惯性运动,由于主星的引力束缚了恒星,使恒星做圆周公转,如果恒星的惯性运动力大于主星的引力束缚力,那恒星便远离中心一些。

 恒星移动
恒星移动

恒星移动
恒星移动

  恒星移动:恒星以不同的速度在宇宙中移动的超级计算机模拟实验:在这个集群中的红颜色的标本是缓慢的,黄色是快速的。

  扩展阅读:根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星会变成黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。

  Jugene

Jugene
Junege超级计算机

  世界上最大的蓝色基因P型超级计算机名为Jugene(中文名为尤根)隶属于德国尤里希研究中心。尤根Blue Gene/P基于IBM PowerPC450,主频850MHz,内核数为294912个,理论运算峰值速度1002701GFLOPS,实测运算速度825500GFLOPS。(于2009年初打造,现TOP500运算速度排名世界第5)

2德国尤里希研究中心回顶部

  德国尤里希研究中心

FZJ
德国尤里希研究中心

  德国尤里希研究中心(Forschungszentrum Juelich,简称FZJ),早期曾以核能研究为主,现在有大约4400名工作人员,投入在能源、信息、物质结构、生命科学和环境科学研究中。

研究中心所在小镇
研究中心所在的安逸小镇

  德国尤里希研究中心现在更多的是在为非核武器应用方面所努力,全球许多国家共同参与的核聚变项目也是尤里希研究中心的项目之一,但是更多的科学研究都是以人类自身需求为研究方向。

工程人员正在安装
工程人员正在安装Jugene

  生命科学

激光脉冲
激光脉冲轰击粒子

  激光脉冲轰击粒子:利用Jugene超级计算机,通过模拟显示激光脉冲(蓝绿色)击中粒子(橙色)。会完整的显示他们的速度和形变,图中显示的是一个三角形电子云前进效果。这一实验可以使人们更容易掌控紧凑型粒子加速器,也可以推进现代癌症治疗的基础研究。

3生命科学与环境科学回顶部

  蛋白质结构:

蛋白质结构
蛋白质结构

蛋白质结构
蛋白质结构

  蛋白质结构:通过超级计算机,将计算到微观的蛋白质空间结构,蛋白链卷积。分析发生在阿尔茨海默氏症中蛋白质不正确折叠的例子。阿尔茨海默氏症,(既所谓的老年痴呆症,病因未明的原发性退行性脑变性疾病)是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病,临床表现为认知和记忆功能不断恶化,日常生活能力进行性减退,并有各种神经精神症状和行为障碍。

  环境科学:

地下水示踪
地下水流示踪

  地下水流示踪:在超级计算机的协助下,模拟在一片区域内的地下水流,地下水流示踪剂(红色和蓝色)。由于不同来源的水有着不同的氢氧同位素组成,因此,利用同位素含量的差异研究水的来源。应用水同位素技术,能获取水循环过程的更多的信息,认识环境变化下的“大气降水—地表水—土壤水—地下水”之间相互的作用关系,创新水循环模式研究。

臭氧空洞
臭氧层空洞

  臭氧层空洞:臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处,是地球的一个保护层,太阳紫外线辐射大部被其吸收。臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。因二氧化碳排放量一直无法得到控制,全球变暖,臭氧层空洞一直是近年来的话题。尤里希研究中心通过超级计算机,模拟显示了2005年欧洲臭氧层变化损失的分布信息。

4物质结构回顶部

  物质结构:

 夸克与反夸克
夸克与反夸克

  夸克与反夸克:通过超级机模拟夸克与反夸克的粘结强度的实验。夸克是自然界的组成部分。美国物理学家默里•盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——夸克(quark)组成的。所有的中子都是由三个夸克组成的,反中子则是由三个相应的反夸克组成的,比如质子,中子。质子由两个上夸克和一个下夸克组成,中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。

  扩展阅读

例子碎片径迹图像
Solenoidal Tracker At RHIC (STAR) 捕获的粒子碎片径迹图像

  今年初,美国长岛Brookhaven实验室的RHIC(相对论性重离子对撞机)发现,一个自然规律可能要被打破了。

  RHIC是一台真正的“金融”机器,它将金核(78个质子,118个中子)加速到 24K(99.995%)光速,然后让粉碎的核发生碰撞,撞出组成质子和中子的夸克。量子色动力学(QCD)认为,夸克总被“禁闭”着,所以我们看不到单个的自由夸克。它要么与反夸克形成介子,要么与另外两个夸克形成重子。不过,当能量(温度)极高(理论值是175MeV)时,夸克几乎可以“解禁”。 RHIC的能量很高,温度达到了4万亿度(比太阳中心还高20万倍),但也没能把夸克完全解放出来,而是夸克与粘结夸克的胶子“熔解”在一起,叫“夸克- 胶子等离子体”(QGP,类似普通的等离子体,不过差别在于描述电荷的群不同于描述色荷的群)。

  当然,这是几年前就发现过的“惊奇”。要彻底解放夸克,温度需要再高100万倍。

激光脉冲产生电子云
激光脉冲产生的电子云

电子云
激光脉冲产生的电子云

电子云
激光脉冲产生的电子云

  激光脉冲产生的电子云:激光脉冲(左)击中了一个坚实的(蓝色光盘表面),并产生一个电子云(右)。现在通过超级计算机可以观察化学反应过程中电子的运动状态。整个过程就是研究电子是怎么运动,在此之前由于电子的量子云的移动,所有的反应都变得不精确。

5老土工厂与海妖倩影回顶部

尤里希研究中心
尤里希研究中心

工程人员安装
工程人员正在调试“老旧设备”

  后记:最后一张图,感觉很像是90年代的工厂图。德国人一定程度上说还是挺“朴实”的啊……

  感谢众多网友的支持,小编也会努力收集编译相关资料供大家饕餮一顿的……

挪威海怪
海妖超级计算机 世界排名第四

  看起来怎么有点像章鱼哥保罗啊?

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