Spinhenge@home

Spinhenge@home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC. Целью проекта является целенаправленный синтез специально спроектированных магнитных молекул (например, $Mo_{72}Fe_{30}$ и $Mo_{72}Cr_{30}$) 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), департаментом электротехники и информатики, в сотрудничестве с Министерством энергетики США (англ. DOE) и Лабораторией Эймса (англ. Ames Laboratory) Университета Айовы (англ. Iowa State University).

Spinhenge@home
Скриншот программы во время расчета
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
Медиафайлы на Викискладе

Вычисления в рамках проекта стартовали в июле 2006 года. По состоянию на 25 сентября 2011 года в нём приняли участие более 58 000 добровольцев (более 152 000 компьютеров) из 183 стран, обеспечивая вычислительную мощность в 22,7 терафлопс.

Описание проекта

В качестве текущих задач проекта рассматриваются:

• 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.

История проекта

• 24 июля 2006 года 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.
• 1 сентября 2006 года добавлен набор заданий («kagome_100_100_*»).
• 11 сентября 2006 года добавлен набор заданий («dodecahedron_*») для расчета магнитных свойств антиферромагнитного додекаэдра.
• 12 сентября 2006 года добавлен набор заданий («kagome_2_*»).
• 20 сентября 2006 года добавлен дополнительный набор заданий («fe30_*») для расчета магнитных свойств молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$.
• 5 ноября 2006 года 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.
• 5 декабря 2006 года 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).
• 13 декабря 2006 года 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.
• 22 декабря 2006 года 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).
• 27 января 2007 года были начаты более детальные расчеты для молекулы $Mo_{72}Fe_{30}$.
• 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.

Галерея

• 
  Икосододекаэдр
• 
  Додекаэдр
• 
  Усеченный икосаэдр
• 
  Ромбоикосододекаэдр
• 
  Расположение ионов в BCC-решетке
• 
  Расположение ионов в SC-решетке

См. также

• Добровольные вычисления
• BOINC
• Спинтроника

Ссылки

• Официальный сайт проекта
• Все Российские команды
• Все Российские участники (недоступная ссылка)
• Университет Прикладных Наук в Билефельде, департамент электротехники и информатики (FB2)
• Научное описание на boinc.ru
• https://web.archive.org/web/20100812071035/http://www.unitedboinc.com/projects/76-spinhengehome

Обсуждение проекта в форумах:

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