Schnellere Simulationen für die leistungsstärkste Röntgen-Laseranlage der Welt freigeschaltet

Um Experimente zu interpretieren, müssen zahlreiche

Um Experimente zu interpretieren, müssen zahlreiche Kombinationen aus Temperatur und Dichte berechnet werden (Parameterscan), was erhebliche Rechenzeiten in Anspruch nimmt. „Und wir verfügen schlicht nicht über unbegrenzte Mengen davon", fügte Dornheim hinzu.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte das Team des HZDR eine Methode, die identifiziert, welche Teile des simulierten Signals echte physikalische Informationen enthalten, und welche lediglich numerisches Rauschen darstellen.

Das Verfahren stützt sich reportedly auf eine mathematische Transformation in imaginäre Zeit, ein quantenmechanisches Konzept, das eng mit der Temperatur verknüpft ist.

Was die Studie zeigt

Zhandos Moldabekov, ein Forscher am HZDR, der die Idee für die Methode entwickelt hat, erklärte, dass die Methode die physikalische Struktur des Signals erhält. „Auf dieser Grundlage kombinieren wir einen zuverlässigen Konvergenztest mit einem Filterverfahren, das künstliche Ringeffekte entfernt, ohne die physikalischen Informationen zu verfälschen", so Moldabekov.

In Tests liefen die Simulationen mit der neuen Methode reportedly 50-mal schneller. Dies ermögliche es Wissenschaftlern, mehr Simulationen durchzuführen und experimentelle Daten genauer zu analysieren. Die Methode wird voraussichtlich eine zentrale Rolle bei Experimenten am European XFEL spielen, insbesondere innerhalb des HIBEF-Konsortiums.

Zudem könnte sie die Laborastrophysik voranbringen, indem sie Forschern hilft, die extremen Drücke und Temperaturen im Inneren über hinaus ermöglicht das neue Werkzeug die schnellere und genauere Berechnung ähigkeit und Strahlungsabsorption. „Es sollte möglich sein, unsere Methode zu einem Standardwerkzeug zur Auswertung moderner Röntgenexperimente weiterzuentwickeln", so Moldabekov in einer Pressemitteilung. „In Zukunft könnte es eine zentrale Rolle bei der Erforschung extremer Materiezustände spielen." Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „npj Computational Materials" veröffentlicht.