Tycho supercomputeren får nye grønne superkræfter

Supercomputeren, der har kostet 4,1 millioner kroner, er erhvervet af fire forskningsgrupper på Niels Bohr Institutet ledet af Charlotte Mason, Kristian Thijssen, Maarten van de Meent og Vitor Cardoso. Den installeres i SCIENCE HPC-centret på H. C. Ørsted Institutet i København, hvor resten af Tycho allerede er placeret.

Grøn computerkraft

Hardwaren i Tycho-supercomputeren er eksternt finansieret af et samarbejde mellem fysikere på Københavns Universitet, mens det er SCIENCE der understøtter driften og hosting af maskinen.

Mere end 200 forskere og studerende er dagligt afhængige af Tycho til at udføre deres forskning. Den er skræddersyet til forskning, herunder storskalamodellering, forudsigelser til specifikke eksperimenter og observationer samt dataintensiv analyse.

Computer modeller er centrale i dag for at udføre forskning og har opnået samme status som eksperimenter og teori i den videnskabelige metode. De kræver store mængder elektricitet, men kan spare tilsvarende store mængder ved at erstatte eksperimenter og muliggøre opdagelser på områder, hvor eksperimenter ikke er mulige, såsom i studiet af sorte huller.

Tyngdekraftens fundament

Vitor Cardoso, professor på Niels Bohr Institutet med speciale i Sorte Huller og gravitationsbølger forklarer, at med denne beregningskraft venter der os spændende ny viden. Et eksempel er tyngdekraftens rolle i kollisioner af kraftige lysstråler.

Hvad sker der, hvor lys støder mod lys? Hvad er den ultimative lysstyrke, der ender med at danne sorte huller? Ser vi kvanteeffekter, såsom par af partikel- og antipartikel-produktion i denne proces?

De første galakser og det tidlige univers

Den udvidede Tycho-supercomputer vil give Charlotte Masons team mulighed for at behandle nye data fra James Webb-rumteleskopet fra tusindvis af galakser, der eksisterede blot et par hundrede millioner år efter Big Bang, og teste teorier i et virtuelt laboratorium af universet.

"Vi kan nu skabe millioner af simulerede universer og sammenligne dem med JWST-data."

Hun forklarer: "Dette vil hjælpe os med at besvare centrale spørgsmål som: Hvordan påvirkede lyset fra de første galakser universet omkring dem? Hvilken rolle spillede mørkt stof i dannelsen af de første galakser og sorte huller?"

Kollektive fænomener i biologiske systemer

Mikroorganismer påvirker deres omgivende miljø i et komplekst samspil, miljøet påvirker og begrænser mikrobiel adfærd, mens mikrober til gengæld ændrer deres omgivelser til deres fordel.

Disse gensidige interaktioner driver processer, der spænder fra befrugtning og tarmsundhed til infektioner og industriel biofouling (uønsket ophobning af mikroorganismer på overflader i industrielle systemer).

Kristian Thijssen bruger resultaterne fra avancerede computer simulationer til at bygge  nye modeller for at afdække, hvordan mikrobiel dynamik (studiet af mikroorganismers (bakterier, svampe, etc.) interaktioner og deres påvirkning af omgivelserne, samt hvordan miljøet påvirker dem) i lille skala fører til storskalaeffekter, og udnytter den nye avancerede computerkraft til at afdække disse skjulte dynamikker.

Tager hensyn til miljøet

Som forskere skal vi være miljømæssigt ansvarlige i vores brug af computerressourcer og vælge løsninger, der minimerer miljøpåvirkningen af computere.

"Takket være den fremsynede planlægning fra Hans Henrik Happe og SCIENCE HPC-centret, da de designede deres nye datacenter, er det muligt at installere en væskekølet supercomputer på Københavns Universitet.

Hardwareomkostningerne for forskergrupperne er højere end med en traditionelt luftkølet løsning, men vi besluttede, at det var det ansvarlige valg for os som forskere at støtte KU's grønne ambition.

Derudover vil SCIENCE opnå langt større besparelser på elektricitet i løbet af maskinens levetid, og det er vores lille bidrag til at balancere budgettet midt i fakultetets økonomiske uro. "Desuden kan serverne placeres tættere sammen, fordi vandkøling er meget mere effektivt til at fjerne varmen, hvilket sparer dyr gulvplads i datacentret" forklarer Troels Haugbølle, der står i spidsen for Tycho.