Proje Döngü Süresi Önemli Ölçüde Azaltıldı! Bilim Adamları Lazer Füzyon Araştırmalarını Desteklemek İçin Süper Bilgisayarı Kullanıyor

Yakın zamanda Rochester Üniversitesi Lazer Enerjisi Laboratuvarı (LLE), lazer füzyon deneylerini desteklemek için yeni bir süper bilgisayar kurdu.
Yeni süper bilgisayar, laboratuvarın bilgi işlem gücünü dört kat artırıyor ve belirli projeleri tamamlamak için gereken süreyi 30 haftadan birkaç güne indiriyor.
Rochester Üniversitesi Lazer Enerjisi Laboratuvarı (LLE), bilim adamlarının ulusal güvenlik amacıyla ve nükleer füzyondan enerji elde etmek için kullandığı lazerle çalışan eylemsiz hapsetme füzyonunu (ICF) inceleyen dünyadaki az sayıda tesisten biridir.
Laboratuvarın teorik bölümünün yöneticisi ve bir bilim insanı olan Valeri Goncharov, "Üniversitede yer alan yeni bir süper bilgisayar, araştırmacıların ICF'deki karmaşık, yüksek enerji yoğunluklu fenomeni benzeri görülmemiş ayrıntılarla üç boyutlu olarak simüle etmesine olanak tanıyacak" dedi.
Goncharov şöyle açıklıyor: "Örneğin, bir patlamada mikrometre ölçeğindeki hedef kusurlarının gelişimini doğrudan ölçmek imkansız olmasa da çok zordur. Bununla birlikte, ayrıntılı 3 boyutlu simülasyonlar bu tür olayların daha kolay ölçülebilir deneysel gözlemleri nasıl değiştirdiğini modelleyebilir." Simülasyon sonuçları ile deneysel veriler arasındaki korelasyonun keşfedilmesi, alt ölçekli hedef özelliklerinin ve diğer karmaşık fiziksel etkilerin deneylerdeki öneminin belirlenmesine yardımcı olacaktır."
Conesus adı verilen makine Intel tarafından üretildi ve Dell Technologies ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) ile işbirliği içinde geliştirildi. Dünyadaki yalnızca yedi Intel dördüncü nesil Sapphire Rapids sisteminden biridir ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki yalnızca iki sistemden biridir.
1993 yılında başlatılan "Dünyanın En İyi 500 Süper Bilgisayarı" (TOP500 Listesi) programı, yılda iki kez dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarının güncellenmiş bir listesini yayınlamaktadır.
Lazer füzyon deneyleri nasıl fayda sağlayacak?
Rochester Üniversitesi Lazer Enerjisi Laboratuvarı'nda, araştırmacıların ICF'yi içerenler de dahil olmak üzere araştırmaları yürütmek için kullandıkları çok güçlü iki lazer (Omega ve Omega EP) bulunmaktadır. Bu çalışma, bilim adamlarının geçen yıl LLNL'nin Ulusal Ateşleme Tesisi'nde (NIF) yaptığı, net enerji kazancı sağlayan füzyon reaksiyonu olan ateşlemede bir atılım üzerine inşa edilmiştir.
Laboratuvarın yüksek performanslı bilgi işlem grubunun başkanı William Scullin şunları söyledi: "Lazerlerimiz, bir kavanozun içinde enerjik bir yıldız oluşturmak için günde yaklaşık 10 kez kullanılıyor."
Ancak lazerle yönlendirilen eylemsiz hapsetme füzyonuna (ICF) giden yol, süper bilgisayarların malzemeleri, lazerleri ve deneyin kendisini modellemesiyle başlar.
Scullin şunları söyledi: "Ataletsel hapsedilme füzyonunu simüle etmek için 1D, 2D ve 3D modelleme yeteneklerimiz var. Malzemeleri ve plazmaları aşırı sıcaklık ve basınçlarda modelliyoruz. Yüksek güçlü lazerler ticari olarak temin edilebilen bileşenler değildir. Bu nedenle birçok optik ve lazer sistemleri kendi bünyemizdedir. Ayrıca yapılması gereken istatistiksel çalışmaların sayısı da giderek artıyor."
Scullin'e göre istatistiksel analize olan ihtiyaç arttıkça, hesaplamalı bilim insanları eski ve yeni verilerden neler olup bittiğini öğrenmek için makine öğrenimini nasıl kullanacaklarını araştırıyorlar. Bu keşifleri mümkün kılmak için LLE'nin yeni bilgi işlem kaynaklarına ihtiyacı var.
Scullin'e göre Conesus, bilim adamlarının daha fazla veri toplaması ve daha büyük veri kümelerinde makine öğreniminin kullanılması da dahil olmak üzere daha yüksek çözünürlüklü çalışmalar yürütmesi için hesaplamalı kaynaklar sağlayacak. Daha önceki sistemlerde tamamlanması 30 hafta sürebilecek projeler Conesus kullanılarak birkaç günde tamamlanabiliyor.
Conesus'un, Omega lazer sisteminin kriyojenik patlamasına ilişkin istatistiksel modellerin test edilmesi de dahil olmak üzere planlanmış birçok projesi var; alfa parçacığının plazmayı durdurup yakmasını simüle etmek; ve çok yüksek termal kararlılıkla büyük tepkiler üreten sıvı kristallerin incelenmesi.
Rochester Üniversitesi Lazer Enerjisi Laboratuvarı (LLE), Rochester Üniversitesi Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından desteklenen ve üç yıllık bir süre içinde 18 milyon dolarlık bir bütçeye sahip bir projenin parçası olarak iki adet 25 gigawatt lazere ev sahipliği yapacak. Projenin bir parçası olarak laboratuvar, ultra yüksek yoğunluklu lazerlerin madde ile etkileşiminin incelenmesine adanacak olan EP-OPAL adında yeni bir tesis kuracak.