Projekt prof. Janiuk pokazuje, jak kluczowa dla badań nad ekstremalnymi zjawiskami astrofizycznymi jest dostępność światowej klasy infrastruktury HPC.
Rozbłyski Gamma (GRB) to najbardziej energetyczne zjawiska we Wszechświecie. Ich źródłem są dżety wyrzucane podczas zapadania się masywnych gwiazd lub w wyniku łączenia się układów podwójnych, takich jak pary gwiazd neutronowych. W projekcie badawczym pod kierunkiem prof. Agnieszki Janiuk z Centrum Fizyki Teoretycznej PAN wykorzystano moc superkomputera LUMI, aby odpowiedzieć na fundamentalne pytanie: skąd pochodzą ciężkie pierwiastki, takie jak złoto, platyna czy uran?
Europejska infrastruktura na rzecz wymagających symulacji
Głównym celem badań było przeprowadzenie trójwymiarowych symulacji magnetohydrodynamicznych (GRMHD) z uwzględnieniem pełnej mikrofizyki jądrowej. Zespół prof. Janiuk modelował procesy zachodzące w dyskach akrecyjnych, gdzie w wyniku szybkiego wychwytu neutronów tworzą się nowe pierwiastki, zasilając swoim rozpadem zjawisko zwane kilonową.
Złożona fizyka wymaga ogromnych zasobów obliczeniowych – milionów godzin CPU. Dynamiczne wyrzuty materii są badane w kodzie za pomocą cząstek znacznikowych, które przechowują dane o składzie chemicznym i prędkościach wzdłuż trajektorii wypływów. Wielkoskalowe symulacje numeryczne wymagają potężne-go sprzętu i działają efektywnie tylko wtedy, gdy dostępna jest odpowiednio duża liczba rdzeni, więc krajowe zasoby w Polsce były niewystarczające.
Wykorzystanie europejskiej infrastruktury HPC okazało się kluczowe. Wysoka wydajność systemu, dostępność gotowych kompilatorów oraz sprawne wsparcie techniczne umożliwiły przeprowadzenie milionów godzin obliczeń CPU, co doprowadziło do publikacji wyników w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics”.
Bez mocy LUMI zrozumienie mechanizmów wzbogacania Wszechświata w ciężkie pierwiastki pozostałoby w sferze domysłów. Projekt ten dobitnie pokazuje, że nowoczesna astrofizyka teoretyczna wymaga dostępu do superkomputerów klasy światowej.
Zapraszamy do przeczytania artykułu, opracowanego na podstawie wywiadu z prof. Agnieszką Janiuk, opublikowanego na stronie LUMI.
Polacy korzystają z możliwości LUMI
Prowadzony przez prof. Agnieszkę Janiuk projekt był możliwy do zrealizowania w oparciu o zasoby infrastruktury LUMI dzięki polskiemu udziałowi w konsorcjum, które sfinansowało zakup i utrzymanie superkomputera LUMI.
Dostęp dla polskich naukowców jest zapewniany poprzez infrastrukturę PLGrid na podstawie konkursów prowadzonych przez ACK Cyfronet AGH. Zgłoszone wnioski podlegają szczegółowej ocenie merytorycznej i technicznej. Naukowcy, których projekty uzyskały akceptację, otrzymują dostęp do superkomputera LUMI na rok. W tym czasie, w zależności od przyznanej puli zasobów, do wykorzystania jest:
- do 20 000 000 CPUh (godziny obliczeniowe na rdzeniach CPU);
- do 1 000 000 GPUh (godziny obliczeniowe na rdzeniach GPU);
- do 10 000 000 TBh (zasoby składowania danych).
Do tej pory pomyślnie zrealizowano 47 polskich projektów, w tym 5 w fazie pilotażowej i pozostałe w standardowym, rocznym dostepie. Obecnie (w czerwcu 2026) w toku jest kolejnych 9 projektów, które zakończą obliczenia pod koniec bieżącego roku. Co więcej, już niedługo nastąpi ogłoszenie wyników 10 konkursu na granty obliczeniowe dla naukowców z Polski na superkomputerze LUMI.
