Ο El Capitan, ο ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο, που στεγάζεται στο Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) των ΗΠΑ, έρχεται ξανά στο προσκήνιο για τις εκπληκτικές του δυνατότητες. Δεν πρόκειται απλώς για ένα ακόμη τεχνολογικό θαύμα, αλλά για ένα εργαλείο που υπόσχεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο η επιστήμη παρατηρεί, μελετά και κατανοεί ακραία φυσικά φαινόμενα.
Εκεί όπου οι κλασικοί υπολογιστές απέδιδαν προσομοιώσεις θολές, σχεδόν σαν εικόνες χαμηλής ανάλυσης, ο El Capitan δημιουργεί απεικονίσεις με εξαιρετικά υψηλή ευκρίνεια. Αποκαλύπτει λεπτομέρειες και σύνθετες διεργασίες που μέχρι σήμερα οι επιστήμονες μπορούσαν μόνο να φανταστούν ή να υποθέσουν. Το αποτέλεσμα δεν είναι απλώς εντυπωσιακό, αλλά καθοριστικό για την πρόοδο σε τομείς αιχμής όπως η φυσική, η εθνική ασφάλεια και η έρευνα στην πυρηνική σύντηξη.
Το πείραμα με τον κασσίτερο
Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί μια σειρά προσομοιώσεων με ένα κομμάτι κασσίτερου. Αν και ακούγεται απλό, το πείραμα αποκάλυψε πολύτιμες πληροφορίες. Οι ερευνητές προσομοίωσαν την επίδραση ισχυρότατων κρουστικών κυμάτων πάνω στο μέταλλο. Οι πιέσεις ήταν τόσο ακραίες που προκάλεσαν τήξη, με το καυτό υλικό να εκτοξεύεται σαν βροχή από πυρακτωμένες σταγόνες.
Χάρη στη λεπτομέρεια της προσομοίωσης, έγινε φανερό ότι ακόμη και οι πιο μικρές χαρακιές στην επιφάνεια του μετάλλου μπορούσαν να καθορίσουν την κατεύθυνση και τη συμπεριφορά αυτών των σταγονιδίων. Πρόκειται για ένα επίπεδο ανάλυσης που δεν ήταν εφικτό με τις παλαιότερες τεχνολογίες και το οποίο ανοίγει νέους δρόμους στη μελέτη της ύλης υπό ακραίες συνθήκες.
Η αστάθεια Kelvin-Helmholtz
Ένα ακόμη πεδίο όπου ο El Capitan δείχνει την υπεροχή του είναι η μελέτη της αστάθειας Kelvin-Helmholtz. Το φαινόμενο εμφανίζεται όταν δύο ρευστά με διαφορετική πυκνότητα έρχονται σε επαφή, όπως ο άνεμος που δημιουργεί κύματα στην επιφάνεια της θάλασσας. Σε συνθήκες εκρήξεων ή έντονων συγκρούσεων, αυτή η αλληλεπίδραση γίνεται εξαιρετικά χαοτική και δύσκολα μπορεί να παρατηρηθεί καθαρά σε πραγματικά πειράματα.
Με τη δύναμη του El Capitan, οι επιστήμονες κατάφεραν να αναπαραστήσουν ψηφιακά αυτές τις αναταράξεις. Οι προσομοιώσεις αποκάλυψαν δίνες και πολύπλοκα μοτίβα που σε ορισμένες περιπτώσεις ξεπερνούν σε ευκρίνεια ακόμη και τα δεδομένα που προσφέρουν τα πιο εξελιγμένα όργανα μέτρησης.
Είκοσι φορές ισχυρότερος από τον προκάτοχό του
Η υπεροχή του El Capitan δεν περιορίζεται στην ποιότητα των προσομοιώσεων, αλλά και στην ταχύτητα. Προσφέρει είκοσι φορές περισσότερη υπολογιστική ισχύ σε σχέση με τον προκάτοχό του, τον Sierra. Αυτό σημαίνει ότι προσομοιώσεις που απαιτούσαν μια ολόκληρη ημέρα μπορούν πλέον να ολοκληρωθούν μέσα σε μία ώρα, ενώ ταυτόχρονα εξετάζονται λεπτομέρειες είκοσι φορές μικρότερης κλίμακας.
Με άλλα λόγια, δεν μιλάμε για έναν απλό «επιταχυντή» υπολογισμών. Ο El Capitan λειτουργεί ως επιστημονικό όργανο από μόνος του, ικανός να ανοίξει παράθυρα σε περιοχές που μέχρι τώρα ήταν απρόσιτες. Οι κλασικές πειραματικές διαδικασίες εξακολουθούν να αποτελούν το τελικό κριτήριο για την επιβεβαίωση μιας φυσικής θεωρίας, ωστόσο οι προσομοιώσεις υψηλής πιστότητας του El Capitan προσφέρουν μια μοναδική προεπισκόπηση: φέρνουν το αόρατο στο φως και κάνουν το αδιανόητο μετρήσιμο.
Το μέλλον της έρευνας
Η συμβολή του El Capitan ξεπερνά την τεχνολογική καινοτομία. Στη Φυσική, μπορεί να αποκαλύψει νέες πτυχές της ύλης. Στην εθνική άμυνα, προσφέρει εργαλεία προσομοίωσης καταστάσεων που είναι αδύνατο ή επικίνδυνο να αναπαραχθούν σε πραγματικές συνθήκες. Και στην έρευνα για την πυρηνική σύντηξη, ίσως φέρει την ανθρωπότητα πιο κοντά σε μια ανεξάντλητη, καθαρή πηγή ενέργειας.
[via]
