Obliczanie interakcji między światłem a materią
Nowoczesne techniki laserowe umożliwiają generowanie ultrakrótkich impulsów do obserwowania ruchów atomów i cząsteczek. Wprowadzenie laserów na swobodnych elektronach pozwoliło poszerzyć zakres dostępnych narzędzi do badania ultraszybkich procesów dynamicznych w materii z wykorzystaniem źródeł światła spójnego o długościach od bliskiej podczerwieni do ultrakrótkich promieni rentgenowskich. Za cel finansowanego ze środków UE projektu "A new computational framework for molecular dynamics" (HPCAMO) przyjęto lepsze poznanie interakcji pól elektromagnetycznych ze złożonymi układami molekularnymi. W ramach projektu opracowano platformę teoretyczną i obliczeniową do opisu procesów dynamicznych zachodzących w jonie wodoru cząsteczkowego pod wpływem attosekundowych lub femtosekundowych impulsów światła o dużym natężeniu. Do obliczenia właściwości środowiska zastosowano ab initio teorię R-macierzy zależnych od czasu. Naukowcy zajęli się rozwijaniem stosowanej metodologii w celu uwzględnienia również układów atomowych. Opracowano wydajny kod obliczeniowy działający w środowisku OpenCL (Open Computing Language). Jest to środowisko programistyczne do pisania programów na heterogeniczne architektury komputerowe obejmujące różne centralne jednostki obliczeniowe (CPU) i graficzne jednostki obliczeniowe (GPU). Projekt HPCAMO zaproponował tanią platformę superkomputerów bazującą na jednostkach GPU, która powinna być w zasięgu finansowym małych i średnich przedsiębiorstw. Nowy paradygmat obliczeniowy dostarcza cennych informacji o interakcjach w małych skalach, zapewniając pokrycie pasm widma od dalekiej podczerwieni po miękkie promieniowanie rentgenowskie w skalach czasowych od attosekund do femtosekund.
