Bei kosmischen Plasma-Strömen, – hier eine Visualisierung des Quasars GB1508+5714 – enstehen oft Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten. Foto: NASA, Weiss
Rekordverdächtige Computerrechnung für Bell-Preis nominiert
Manchmal wirken Wolken am Himmel ganz seltsam, als ob ein Kind dort spiralige Wellen malen würde. Was einfach aussieht, ist das Produkt komplizierter Prozesse, bei denen zwei Strömungen aufeinandertreffen und eine „Kelvin-Helmholtz-Instabilität“ erzeugen. Die entsteht auch, wenn sich Meer und Wind zu Gischt vereinen. Selbst auf dem Riesenplaneten Saturn haben Astronomen solche Formationen ebenfalls schon ausgemacht.
Titan mit 18.000 Grafikkarten eingespannt
Kelvin-Helmholtz-Wirbel am australischen Himmel. Foto: GRAHAMUK, Wikipedia, Lizenz: GNU Free
Besonders gewaltig sind diese schwer kalkulierbaren Instabilitäten tief im Kosmos, wo Schwarze Löcher, Neutronensterne und aktive Galaxis-Kerne heiße Plasmastrahlen aus Atomrümpfen und Elektronen ausspucken, die sich oft mit Gaswolken ringsum verwirbeln. Da es uns aber an Raumschiffen mangelt, die man dort vorbeischicken könnte, haben Nachwuchsforscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) nun die Rechenkraft der weltweit schnellsten Computer eingespannt, um diese instabilen Prozesse zu verstehen.
Sie simulierten auf dem mit 18.000 Grafikkarten ausgestatteten US- Hochleistungsrechner „Titan“ den Fluss von Milliarden einzelner Elektronen, wie sie aus einem Galaxiskern strömen, samt der Lichtblitze, die dabei nach allen Seiten abgestrahlt werden. Letzteres ist wichtig, da nur so anhand optischer Beobachtungen später von Astronomen kontrolliert werden kann, ob die Computersimulation richtig war.
Die für den Bell-Preis nominierten Mitarbeiter aus der HZDR-Nachwuchsgruppe „Computergestützte Strahlenphysik“: René Widera, Heiko Burau, Michael Bussmann, Richard Pausch und Axel Hübl (v.l.n.r.) vor dem Hypnos Supercomputer im HZDR. Foto. Frank Bierstedt
Erkenntnisse für Krebstherapie erhofft
Die 16-stündige Simulation gilt als rekordverdächtig und daher wurde die Dresdner Nachwuchsforscher nun für den mit 10 000 US-Dollar dotierten Gordon-Bell-Preis der „Association for Computing Machinery“ (ACM) nominiert, wie das HZDR mitteilte. Die Auszeichnung soll am 20. November auf der Supercomputing-Tagung „SC13“ in Denver verliehen werden. Letztlich soll die Simulation übrigens nicht nur Erkenntnisse für die Astrophysik liefern, sondern auch helfen, einen großen Laserbeschleuniger für die Krebstherapie in Dresden zu bauen, bei dem ähnliche Prozesse zu erwarten sind. Autor: Heiko Weckbrodt
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