МОСКВА, 9 фев — РИА Новости. Артемий Татаринцев. Написание действительно быстрых программ для компьютерного моделирования сложных квантово-механических процессов – "настоящее искусство", и физику Владимиру Стегайлову удается это делать, считает академик РАН, проректор МГУ имени Ломоносова Алексей Хохлов.
Доктор физико-математических наук, заведующий отделом Объединенного института высоких температур РАН Владимир Стегайлов по итогам 2015 года был удостоен президентской премии для молодых ученых в области науки и инноваций "за цикл работ по суперкомпьютерному многомасштабному моделированию материалов в экстремальных состояниях".
"Суперкомпьютер как ансамбль"
"Владимир Стегайлов и его руководитель Генри Норман очень филигранно используют современные суперкомпьютерные мощности. Ведь можно использовать компьютер "как простую кувалду", считая на одном процессоре и не пользуясь возможностями связанными с параллельной работой различных процессоров в компьютере", — рассказал Хохлов.
Он отметил, что идея работ ученых из Объединенного института высоких температур заключается в написании таких программ, чтобы весь компьютер, все процессоры в суперкомпьютере "работали как один ансамбль", и в результате быстрота вычислений увеличивалась бы не так, как при механическом росте количества используемых процессоров, а с синергетическим эффектом, то есть быстрее.
"Это настоящее искусство – создать программу, которая работает быстро. Нельзя сказать, что у вас есть компьютер, и чем мощнее, тем лучше. Надо еще написать такую программу, которая использовала бы все мощности компьютера, и Владимиру это удается", — добавил ученый.
Радиация и взрывное воздействие
Говоря о работах группы Стегайлова по исследованию свойств металлов при различных экстремальных воздействиях, академик пояснил, что, в частности, при воздействии ультракоротких интенсивных лазерных импульсах на вещество создается мощное электромагнитное поле. В результате такого воздействия существенно меняется состояние, в котором находятся металлы, и исследование этих состояний методами прямого эксперимента весьма затруднительно.
"Компьютерные эксперименты, которыми занимается Стегайлов, — это совершенно незаменимый инструмент, который позволяет понять, что происходит с веществом на атомном уровне при экстремальном электромагнитном или взрывном воздействии, а также при мощном радиационном облучении металлов. Компьютерное моделирование конденсированного состояния в условиях такого интенсивного воздействия — это, действительно, совершенно новая область. При таком интенсивном облучении классическое рассмотрение металлов не работает, необходимы квантово-механические расчеты.", — сказал собеседник агентства.
"Насколько я знаю, работы Стегайлова и Нормана являются пионерскими в данной области и регулярно публикуются раньше, чем соответствующие работы конкурентов, например исследовательских групп в США", — добавил он.
Он отметил, что компьютерное моделирование радиационного воздействия наиболее интересно для расчетов материалов для атомных реакторов. В целом, работы Стегайлова "касаются неких новых взрывных воздействий, при которых возникают новые состояния вещества".
Замдиректора Объединенного института высоких давлений РАН, доктор технических наук Владимир Зейгарник рассказал, что задачи, которые решает коллектив Стегайлова находятся на стыке физики, математики и компьютерных технологий.
"Вот такая триада. Надо решить и физическую задачку и сформулировать ее на языке математики, а потом ее решать, причем не тривиально на компьютере, а придумывать такие способы, чтобы решение таких сложнейших систем занимало разумное время. Он замечательно решает эти задачки, раз так хорошо публикуется, так быстро и в таких престижных журналах, — пояснил Зейгарник.
Первый в мире
Владимир Стегайлов также предложил решение фундаментальной проблемы определения температуры плавления графита, которая существует уже более полувека.
"Ранее эта задача не была решена методом компьютерного моделирования. Графит является веществом, которое аномальным образом плавится с чрезвычайной медленной скоростью. Стегайлову впервые удалось промоделировать плавление графита. Вот вы повышаете температуру в вашей компьютерной ячейке моделирования и соответственно видите во всех деталях, как происходит плавление этого технологически важного материала, который имеет очень важное практическое применение в той же атомной энергетике", — рассказал Хохлов.
Группа Стегайлова разработала модель наноструктурирования поверхности металлов при интенсивном электромагнитном воздействии. "Теоретически описать это трудно. В соответствующих структурах участвует огромное число атомов, подробно описать поведение этих атомов можно только с помощью компьютерного моделирования. В теории это тоже можно сделать, но только в ограниченном числе случаев", — пояснил ученый.
Учитель и ученик
Хохлов также отметил роль Генри Нормана, учителя Стегайлова, в создании мощной научно-исследовательской группы молодых ученых в Объединенном институте высоких температур РАН. "Ему удалось создать очень мощную группу молодых ученых, в коллективе очень хорошая атмосфера, и Владимир вырос в такого человека, которой может в дальнейшем вести эту группу и получать результаты мирового класса", — сказал академик.
Такого же мнения придерживается Владимир Зейгарник. "Эту схему выработал Норман, а Стегайлов ее очень эффективно унаследовал и его сотрудники тоже. Они все, практически, преподают в в Московском физико-техническом институте (ФизТех) и приглядываются к своим ученикам со второго курса. Выбирают самых, с их точки зрения, перспективных и увлекают в свои работы. В результате очень многие студенты уже являются соавторами работ в престижных физических изданиях", — рассказал Зейгарник.
Организатор и ученый
Заместитель директора Института физики высоких давлений РАН, доктор физико-математических наук Валентин Рыжов в свою очередь указал на организаторские способности Владимира Стегайлова, который руководит отделом в своем институте, преподает в ФизТехе и участвует в ряде других проектов. Рыжков выразил надежду, что Стегайлов справится с тем объемом работы, который он на себя взял.
С ним согласен и Зейгарник. "Владимир, несмотря на то, что очень погруженный в науку человек и очень сосредоточенный на этом деле, оказался нелишенным организационной жилки. Он весьма эффективный руководитель отдела и принимает участие в разного рода научных советах, в частности, он член научно-консультационного совета при ФАНО. То есть у него есть хорошая хватка ко всему, к чему он прикасается", — пояснил он.
Зейгарник отметил, что сотрудники Объединенного института высоких температур гордились Владимиром Стегайловым и до получения президентской премии, однако не стоит забывать, что "все это делается не в одиночку, а с коллективом сотоварищей".
Премия президента РФ, учрежденная в 2008 году, присуждается российским молодым ученым и специалистам за значительный вклад в развитие отечественной науки, разработку образцов новой техники и технологий, обеспечивающих инновационное развитие экономики и социальной сферы, а также укрепление обороноспособности страны.
Ее цель — стимулирование дальнейших исследований и создание благоприятных условий для новых научных открытий. Размер каждой премии составляет 2,5 миллиона рублей. Кроме Владимира Стегайлова, премии за 2015 год были удостоены генетик Екатерина Прошкина и химик Дмитрий Копчук.
