Während die Zeitsprünge bei sportlichen Weltrekorden immer geringer werden, sind in der Mathematik noch extreme Verbesserungen möglich. Ein internationales Wissenschaftler-Team hat jetzt in der Computerphysik einen enormen Fortschritt erzielt. Konnten bisher lediglich etwa eine Million unbekannter Gitterpunkte des Anderson Modells zur Lokalisierung des Elektronentransports verwendet werden, ist es jetzt dank neu entwickelter Algorithmen gelungen, 42 Millionen unbekannter Gitterpunkte zu berechnen.
Eine solche Leistung scheiterte nach Angaben der Wissenschaftler um Matthias Bollhöfer vom DFG-Forschungszentrum MATHEON in Berlin sowie Olaf Schenk von der Universität Basel und Rudolf A. Roemer von der University of Warwick bisher aufgrund mangelnder Software an der Rechnerkapazität.
Grundlage für den Erfolg war deshalb das von Bollhöfer entwickelte neue Computerprogramm „Ilupack“, mit dessen Hilfe die Daten erheblich reduziert werden konnten. Erst dies ermöglichte überhaupt eine solche hohe Rechnerleistung. Trotz dieser Reduzierung benötigte der Hochleistungsrechner an der Warwick Universität immer noch 88 Gigabyte und drei Tage.
Anderson Modell
Das „Anderson model of localization“ ist eine Modellbeschreibung des Transportes von Elektronen in ungeordneten Systemen und wird beispielsweise in der Quantenphysik zur Berechnung von Leitfähigkeit oder in der Materialwissenschaft eingesetzt. Es findet vor allem bei der Erforschung von Halbleitern, Legierungen und bei der DNA-Analyse Anwendung.
„Ich glaube, dass wir damit aber erst am Anfang einer rasanten Entwicklung bei der Berechnung solch großer Modelle stehen“, sagt Bollhöfer und ist überzeugt, dass sich seine Software für weitere Höchstleistungen eignet. Im Rahmen des DFG-Forschungszentrums MATHEON beschäftigt sich Matthias Bollhöfer vor allem mit numerischen Algorithmen.
(idw – Forschungszentrum MATHEON Mathematik für Schlüsseltechnologien, 07.02.2006 – DLO)
