THEME09-6-1060-2005/2007

Следующая тема	Предыдущая тема	Перейти в данной теме к cотрудничеству по теме
Вернуться к направлению	Вернуться к содержанию	Перейти в данной теме к cотрудничеству по теме

09-6-1060-2005/2007

Приоритет:

Статус:

Одобрена

Математическая поддержка экспериментальных и теоретических исследований, проводимых ОИЯИ

Руководитель темы:

Иванов В.В.
Адам Г.
Зрелов П.В.

Участвующие страны и международные организации:

Австрия, Армения, Белоруссия, Бельгия, Болгария, Бразилия, Великобритания, Венгрия, Вьетнам, Германия, Греция, Грузия, Египет, Италия, Канада, Казахстан, Монголия, Норвегия, ОИЯИ, Польша, Россия, Румыния, Словакия, США, Таджикистан, Тайвань, Швейцария, Швеция, Франция, Украина, Узбекистан, Чехия, ЮАР, Япония, CERN, ICTP.

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Проведение исследований на современном уровне в области вычислительной математики и вычислительной физики, нацеленных на решение специфических задач, возникающих в экспериментальных и теоретических исследованиях, осуществляемых с непосредственным участием ОИЯИ. Основная часть этой деятельности связана с: разработкой математического описания и алгоритмической переформулировкой физических моделей, обеспечивающих получение решения за полиномиальное время; созданием методов и алгоритмов, способных извлекать физически значимую информацию из экспериментальных данных; моделированием физических процессов в экспериментальных установках; созданием эффективных и надежных программ, адекватных современному аппаратному окружению. Успешная реализация таких междисциплинарных исследований предполагает: разработку математических методов и средств моделирования физических процессов и анализа экспериментальных данных; создание методов и численных алгоритмов для моделирования магнитных систем и транспортировки пучков заряженных частиц; разработку программного обеспечения и компьютерных комплексов для обработки экспериментальных данных; создание численных алгоритмов и программного обеспечения для моделирования сложных физических систем; создание методов, алгоритмов и программного обеспечения компьютерной алгебры; разработку вычислительных средств нового поколения.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы:

Разработка новых математических методов и средств моделирования физических процессов в физике частиц, ядерной физике и физике конденсированных сред и для анализа экспериментальных данных на основе методов Монте-Карло, искусственных нейронных сетей, клеточных автоматов, вейвлетов, фракталов, нечетких логик, генетических алгоритмов, искусственных иммунных систем и новейших вычислительных схем. Использование полученных результатов для разработки программного обеспечения экспериментальных исследований. Применение разработанных методов и средств в других областях науки и техники (биология, медицина, экономика, промышленность и т.д.).
Моделирование движения заряженных частиц в неоднородных электромагнитных полях в конфигурациях установок ОИЯИ. Разработка и сопровождение соответствующих компьютерных программ.
Программная поддержка экспериментов ALICE, ATLAS, CMS, COMPASS, DIRAC, H1, HERA-B, CBM, PANDA, OPERA, GIBS, NIS, DUBTO, E391a, STAR, COMBAS, EXCHARM, TESLA, THERMALIZATION и др., включая моделирование экспериментальных установок и детекторов типа RICH, SiDC и т.д., разработку и поддержку программного обеспечения, разработку алгоритмов, обработку и анализ данных, развитие распределенных систем обработки данных.
Численные исследования физических процессов, таких как: образование кварк-глюонной плазмы при соударении тяжелых ионов при высоких энергиях; ядерные и нуклонные взаимодействия при низких и промежуточных энергиях; эволюция квантовых систем во внешних полях; процессы в материалах под влиянием облучения пучками частиц; процессы в нелинейных средах. Для ряда процессов планируется сравнительный анализ моделей на основе квантово-полевых и молекулярно-динамических уравнений, позволяющих уточнить эти модели и снизить вычислительные затраты. Численное исследование свойств, связанных со сложными органическими соединениями, коллективными явлениями и самоорганизацией в конденсированных средах. Численное исследование фундаментальных явлений, включая физические поля.
Развитие инволютивных алгоритмов для исследования и решения систем алгебраических уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных. Программная реализация разработанных алгоритмов в виде переносимого программного пакета с удобным графическим интерфейсом и доступного для использования и развития через Интернет. Приложение разработанных алгоритмов и программ к исследованию современных калибровочных моделей теории поля и к автоматическому построению разностных схем для дифференциальных уравнений, сохраняющих и на дискретном уровне их внутренние алгебраические свойства.
Разработка высокоскоростных методов, алгоритмов и программных средств для эксплуатации многопроцессорных аппаратных комплексов. Создание сервера генераторов событий (GENSER) для экспериментов LHC. Разработка новых средств мониторинга, контроля и оптимизации потоков информации в локальных компьютерных сетях. Развитие и применение новых информационных технологий на основе вычислительной биологии и биоинформатики. Компьютерное моделирование 3D макроорганизации генома половых клеток в облученных гаметах животных. Получение основных результатов по физически обоснованным кандидатам для квантовых кубитов, уточнение основных аспектов, таких как классы вычислительной сложности для квантовых компьютеров, а также развитие альтернативных моделей квантового компьютинга.

Ожидаемые результаты по этапам темы в текущем году:

Разработка и применение монтекарловских моделей для анализа ультра-релятивистских ядерных столкновений на ускорительных комплексах RHIC, LHC, GSI и ОИЯИ. Моделирование процессов фрагментации и разрушения ядер для экспериментов CBM, PANDA с помощью модели UrQMD. Моделирование процессов множественной эмиссии фрагментов промежуточной массы для эксперимента ФАЗА. Расчёты сечений в эксперименте NIS. Разработка программного обеспечения и монтекарловское моделирование эксперимента COMPASS. Численное исследование процессов в электроядерных системах на пучке нуклотрона. Сопровождение программ первичной обработки данных для экспериментов в ЛНФ (SAS, Fitter и др.). Развитие и применение алгоритмов распознавания, математическая обработка данных, статистический анализ физической информации для эксперимента TESLA. Разработка эффективных методов, алгоритмов и программ (с использованием новой технологии .NET) локального полиномиального сглаживания в режиме адаптации с целью повышения скорости, точности и устойчивости обработки данных. Моделирование диффузии влаги в пористых материалах на основе экспериментов по рассеянию нейтронов. Подготовка программ измерений для изучения проблемы VHM и разработка нейросетевого подхода для определения массы топ-кварка на установке CDF.
Развитие численных методов оптимизации на основе минимизации функционалов и их применение к некоторым моделям сложных магнитных систем. Компьютерное моделирование сверхпроводящего дипольного магнита для эксперимента CBM. Моделирование и расчеты магнитных систем ускорительного комплекса GSI.
Развитие и сопровождение специализированных программных комплексов для моделирования физических процессов и анализа экспериментальных данных. Разработка новых алгоритмов обработки данных для RICH детекторов (эксперимент CBM). Создание алгоритмов на основе нейронных сетей для мишенного трекера (эксперимент OPERA). Исследование и разработка алгоритмов реконструкции в мюонной системе эксперимента CMS. Повышение эффективности алгоритмов реконструкции траекторий заряженных частиц в эксперименте H1. Разработка новых алгоритмов для реконструкции событий в эксперименте CBM. Создание прототипа вычислительно-коммуникационного модуля для обработки и анализа данных в реальном времени с TDAQ эксперимента ATLAS.
Развитие методов построения микроскопического потенциала ядро-ядерных взаимодействий при промежуточных энергиях. Проведение расчетов физических характеристик легких ядер с нейтронным гало в рамках микроскопической и полумикроскопической моделей. Разработка последовательной версии квазичастично-фононной модели ядра и соответствующих комплексов программ. Разработка модели структуры ядра, основанной на дискретной симметрии, кварковых и нуклонных корелляциях. Исследование поведения малочастичных систем во внешних полях. Определение разрешающих интервалов в байесовской автоматической адаптивной квадратуре. Моделирование структуры и свойств органических материалов на основе малоуглового рассеяния нейтронов. Численное исследование неодномерных нелинейных процессов в материалах под действием внешних источников энергии (для экспериментов ЛЯР). Вычисление спиновых эффектов в глубоко-неупругом лептон-нуклонном рассеянии. Изучение свойств мезонов и кварк-глюонной плазмы в кварковых моделях с сепарабельным взаимодействием. Качественное исследование процесса формирования сингулярностей в связанной системе взаимодействующих полей Янга-Миллса с дилатоном. Разработка алгоритмов и создание комплекса программ для расчета полостей в макромолекулах. Создание комплекса программ для математического моделирования взаимодействия молекул белков с растворителем. Разработка методов и алгоритмов решения краевых задач для релятивистских квазипотенциальных уравнений. Теоретическое и численное исследование квантовых систем в рамках модельных потенциалов взаимодействия. Разработка методов и алгоритмов решения квантово-механических систем в неоднородных полях. Исследование частицеподобных возбуждений в диссипативных системах в рамках моделей астрофизики, нелинейной оптики и конденсированных состояний. Моделирование гравитирующих сверхплотных вращающихся конфигураций в задачах астрофизики. Исследование квантово-статистических свойств полимеров.
Дальнейшая оптимизация и расширение встроенной алгоритмической базы, написанной на Си/Си++ открытой системы GINV (Gnu INVolutive), ориентированной на вычисление инволютивных базисов и базисов Гребнера для систем полиномиальных алгебраических уравнений со многими неизвестными. Встраивание в GINV реализации алгоритмов вычисления наибольшего общего делителя для многочленов с несколькими переменными. Реализация в системе Maple инволютивных алгоритмов для систем линейных дифференциальных и разностных уравнений с целью автоматической генерации разностных схем для линейных уравнений в частных производных и редукции петлевых интегралов Фейнмана. Разработка и программная реализация на языке Си алгоритмов исследования и упрощения дискретных соотношений с применением для моделирования схем квантовых компьютеров. Информационная поддержка исследований в ОИЯИ, опирающихся на использование систем и программных пакетов компьютерной алгебры.
Разработка алгоритмов параллельного программирования для решения проблем развитой турбулентности с сильной анизотропией. Численное исследование задачи распада автомодельных решений системы взаимодействующих полей Янга-Миллса с дилатоном. Развитие программного пакета QuPol (QUantum POLynimial) на языке Си# созданного для интерактивной графической сборки квантовых схем и генерации системы многочленов, пространство решений которой полностью характеризует данную схему. Изучение алгоритмического подхода к сведению произвольной квантовой схемы к полностью эквивалентной ей схеме, составленной из трех-кубитных преобразований Тоффоли и однокубитных преобразований Адамара. Символьно-численное исследование эволюции конечномерных квантовых систем с целью приложения к квантовым вычислениям и квантовой информатике. Создание интерактивной информационно-аналитической системы для математического моделирования процессов физики высоких энергий. Создание системы мониторирования информационного трафика в локальной сети ОИЯИ; исследование трафика в сети ОИЯИ. Уточнение модели 2-й хромосомной нити D.melanogaster с учетом независимых инверсий в районе гена black. Изучение роли электростатического потенциала в задаче молекулярного узнавания.


Этап темы или эксперимент	Руководитель.
Лаборатория.	Ответственный от лаборатории.	Основные исполнители и число участников.
	Иванов В.В. Адам Г. Зрелов П.В.
ЛИТ		Айрян Э.А. + 10 чел. Акишин П.Г. Амирханов И.В. + 11 чел. Адам Г. Гердт В.П. + 8 чел. Жидков Е.П. Зрелов П.В. + 6 чел. Иванов В.В. + 11 чел. Иванченко И.М.+ 6 чел. Котов В.М.+ 4 чел. Ососков Г.А. Пузынин И.В. + 10 чел.

Сотрудничество по теме:
Страна или международная организация	Город	Институт или лаборатория	Участники	Статус
Армения	Ереван	ЕГУ	Шахбагян Р.Л. + 3 чел.	Совместные работы
		ЕрФИ	Акопов Н.З. + 2 чел.	Протокол
			Крючкян Г.Ю.+ 2 чел.	Совместные работы
Белоруссия	Минск	ИМ НАНБ	Янович Л.Я. Егоров А.Д. +2 чел.	Совместные работы
Болгария	София	ИМИ БАН	Касчиев М. Спиридонова М.	Протокол
		ИМех БАН	Мануах Е.	Совместные работы
		ИЯИЯЭ БАН	Богданова Н.	Совместные работы
		СУ	Христов Е.Х. + 2 чел. Димова С.+1 чел.	Совместные работы
		ТУ-София	Тодоров М.	Совместные работы
		ЦЛПОИ БАН	Димов И.	Совместные работы
Вьетнам	Ханой	VNU	Нгуен Ван Хьеу + 1 чел. Нгуен Хунг Шон	Протокол
Грузия	Тбилиси	ИМ АНГ	Маградзе Б.	Совместные работы
		ТГУ	Ломидзе И.	Совместные работы
Казахстан	Алма-Ата	ИЯФ НЯЦ РК	Буртебаев Н. + 1 чел. Кутербеков К.А. + 1 чел.	Протокол
Монголия	Улан-Батор	ФМКН МНУ	Жанлав Т.	Совместные работы
Польша	Варшава	ИЯП	Нассальски Я. Собичевски А. Шабельски Я.	Совместные работы
		ФФ ВПТУ	Плюта Я. Словински Б.	Совместные работы
	Краков	ИФ ЯУ	Смырски Е. Салабура П.	Совместные работы
	Познань	УАМ	Навроцик В.	Совместные работы
	Жешов	Ун-т	Трале И.Е.	Совместные работы
Россия	Москва	ВЦ РАН	Гребеников Е.А. + 3 чел.	Совместные работы
		ГНЦ РФ РНЦ КИ	Васильев А.А.	Договор
		ИКИ РАН	Захаров А.В. Ерохин Н.С. Балебанов В.М.	Совместные работы
		ИММ РАН	Вабищевич П.Н. + 1 чел. Калиткин Н.Н. Четверушкин Б.Н. + 1 чел.	Совместные работы
		ИФП РАН	Косырев Е.Л.	Совместные работы
		МГПУ	Топунов В.Л.	Совместные работы
		МГУ	Бенкевич В.В. + 2 чел. Гулин А.В. Денисов А.М. Михалев А.В. Панкратьев Е.В. + 1 чел. Белокуров В.В. Панченко Л.А.	Совместные работы
		МИФИ	Крянев А.В. Кудряшов Н.А. Климанов В.А. Евсеев И.В. Поносов А.К. + 2 чел.	Совместные работы
		НИВЦ МГУ	Морозов В.А. + 2 чел. Репин В.М.	Совместные работы
		НИИЯФ МГУ	Еднерал В.Ф. Смирнов В.А.	Совместные работы
		РУДН	Севастьянов Л.А. + 5 чел.	Совместные работы
	Белгород	БГУ	Чеканов Н.А. +2 чел.	Совместные работы
	Гатчина	ПИЯФ РАН	Рыскин М.Г. + 2 чел.	Совместные работы
	Казань	КФТИ	Самарцев В.В.	Совместные работы
	Пермь	ПГУ	Хеннер В.К.	Совместные работы
	Протвино	ГНЦ РФ ИФВЭ	Петухов В.А. + 4 чел. Садовский С. + 2 чел. Битюков С.И. + 2 чел.	Совместные работы
	Пущино	ИМПБ РАН	Лахно В.Д. + 1 чел.	Совместные работы
		ИТЭБ РАН	Полозов Р.В. + 3 чел.	Совместные работы
	С.-Петербург	НИИФ СПбГУ	Гриднев К.А. + 1 чел.	Совместные работы
		ПОМИ РАН	Васильев Н.Н.	Совместные работы
		СПбГУ	Комаров И.В. Славянов С.Ю.	Совместные работы
	Саратов	СГУ	Блинков Ю.А. + 1 чел. Смолянский С.А. + 5 чел.	Совместные работы
	Тверь	ТвГУ	Цветков В.П. + 5 чел.	Совместные работы
Румыния	Бухарест	IFIN-HH	Дулеа М. + 2 чел. Преда К.	Совместные работы
		ISS	Балеану Д. Хашеган Д.	Протокол
Словакия	Кошице	ТУ	Буша Я. + 5 чел. Прибыш Я.	Совместные работы
		ИЭФ САН	Копчанский П. Антош М.	Совместные работы
Узбекистан	Ташкент	ИЯФ АН РУз	Юлдашев Б.С. + 5 чел.	Совместные работы
		ФТИ НПО "Ф.-С." АН РУз	Гулямов К.Г. Новотный В.И. + 2 чел.	Совместные работы
Украина	Киев	ИМ НАНУ	Никитин А. + 3 чел.	Совместные работы
		ИК НАНУ	Глазунов Н.М.	Совместные работы
	Харьков	ИПМаш НАНУ	Рвачев В.Л. Сизова Н.Д.	Совместные работы
		ННЦ ХФТИ НАНУ	Косевич А.М. + 5 чел. Неклюдов И.М. Пархоменко А.А.	Совместные работы
		НТЦ ЭФО НАНУ	Литвиненко В.В. Базалеев Н.И. Клепиков В.Ф.	Совместные работы
		ФТИНТ НАНУ	Богдан М.	Совместные работы
Чехия	Прага	КУ	Бок И. Фингер М.	Совместные работы
		ЧТУ	Бурдик Ч. Вириус М. Зиха Й. Новак Р. Лизка Р.	Совместные работы
	Либерец	ТУЛ	Линка А. Пицек Я. + 2 чел.	Совместные работы
	Ржеж	ИЯФ АН ЧР	Зноил М. + 1 чел.	Совместные работы
ОИЯИ	Дубна	ЛВЭ	Водопьянов А.С. Пенев В.Н. Малахов А.И. Панебратцев Ю.А. + 4 чел. Зарубин П.И. + 4 чел. Заневский Ю.В. Пискунов Н.М. Поздняков В.Н.	Совместные работы
		ЛНФ	Aксенов В.Л. + 3 чел. Белушкин А.В. Горделий В.И. Киселев М.И. Покотиловский Ю.Н. Фурман В.И. Швецов В.Н. Приходько В.И.	Совместные работы
		ЛРБ	Алтайский М.В. Красавин Е.А. Тимошенко Г.Н. Холмуродов Х.Т.	Совместные работы
		ЛТФ	Барбашов Б.M. + 1 чел. Беляев В.Б. Блашке Д.
			Виницкий С.И. Воронов В.В. Гардеев Ф.А. Иванов Е.А. + 2 чел. Кадышевский В.Г. Казаков Д.И. Кривонос С.О. Кураев Э.А. Лукьянов В.К. Мир-Касимов Р.М. Митрюшкин В.К. Нестеренко В.В. Осипов В.А. Первушин В.Н. Пестов А.Б. Плакида Н.М. + 1 чел. Приезжев В.Б. + 1 чел. Сисакян А.Н. Тонеев В.Д Хведелидзе А.Х. + 1 чел. Ширков Д.В. Федотов С.И. Чижов А.В. Юкалов В.И.	Совместные работы
		ЛФЧ	Ланев А.В. + 3 чел. Голутвин И.А. Зинченко Ан.И. + 13 чел. Кекелидзе В.Д. Кирюшин Ю.Т. + 3 чел. Манджавидзе И.Д. + 2 чел. Никитин В.А. Пешехонов В.Д. Потребенников Ю.К. Савин И.А. + 5 чел. Сапожников М.Г. + 5 чел. Юдин И.П. + 6 чел. Зулькарнеев Р.Я.	Совместные работы
		ЛЯП	Адам И. Александров И.Д.+3 чел. Афанасьев Л.Г. Будагов Ю.А. Калинников В.Г. Карнаухов В.А. + 5 чел. Бруданин В.Б. Курилин А.С. Неменов Л.Л. Ольшевский А.Г. Понтекорво Д.Б. Фингер М. + 5 чел. Рождественский А.М. Нгуен Мань Шат Русакович Н.А. Скачков Н.Б.	Совместные работы
		ЛЯР	Артюх А.Г. Саламатин В.С. Гульбекян Г.Г. + 2 чел. Иткис М.Г.+ 2 чел. Козулин Э.М. Пенионжкевич Ю.Э. + 5 чел. Дмитриев С.Н. Дидык А.Ю. Оганесян Ю.Ц. Скуратов В.А.	Совместные работы
		НЦеПИ	Самойлов В.Н. + 2 чел.	Совместные работы
		УНЦ	Иванова С.П.	Совместные работы
Венгрия	Будапешт	KFKI RMKI	Реваи Я.	Совместные работы
Германия	Берлин	FUB	Кляйнерт Х. + 1 чел. Фрей Э.	Совместные работы
	Ахен	RWTH	Плескен В. + 3 чел.	Совместные работы
	Вайнгартен	FH	Краглер Р.	Совместные работы
	Гамбург	DESY	Парцефаль И.Ш. Хартвиг А.	Совместные работы
	Гейдельберг	MPI-K	Вурм П. + 1 чел.	Обмен визитами
		KIP	Линденштрут В. + 1 чел.	Совместные работы
	Гиссен	JLU	Пелстер А.	Совместные работы
	Дрезден	IFW	Хайн Р.	Совместные работы
	Дармштадт	GSI	Ортх Х. Зенгер П. + 4 чел.	Совместные работы
	Кайзерслаутерн	TU	Гройль Г.-М. + 1 чел.	Совместные работы
	Карлсруэ	Ун-т	Кюн П. Калме Ж.	Совместные работы
	Кассель	UniK	Фритцше С. +1 чел.	Совместные работы
	Коттбус	BTU	Мартин Б.	Совместные работы
	Лейпциг	Ун-т	Янке В. Бахманн М.	Совместные работы
	Мюнхен	TUM	Майр Э. + 1 чел.	Совместные работы
	Росток	Ун-т	Репке Г. + 4 чел.	Совместные работы
	Тюбинген	Ун-т	Куртель Ф.	Совместные работы
	Штутгарт	Ун-т	Вендланд В.	Совместные работы
	Эссен	Ун-т	Грахаль Р.	Совместные работы
	Юлих	IKP FZJ	Ритман Д.	Совместные работы
Австрия	Линц	RISC-Linz	Винклер Ф. + 1 чел. Бухбергер Б.	Совместные работы
Бельгия	Брюссель	ISIPC	Карпов Е.А. Акритис П. Мельников Ю.	Соглашение
		ULB	Ханапе Ф.	Совместные работы
	Левен	K.U.Leuven	Вандевалле С. Коолс Р.	Совместные работы
Бразилия	Сан-Паулу	USP	Банято В.С.	Совместные работы
Великобритания	Белфаст	Ун-т	Скотт С.	Совместные работы
	Манчестер	Ун-т	Худавердян О.	Совместные работы
Греция	Афины	Ун-т	Феофанис И.	Совместные работы
	Волос	UT	Акритас А.	Совместные работы
	Салоники	AUTH	Антониоу Я.Е. Караникас К.	Совместные работы
Египет	Гиза	CU	Хуссейн М.Т.	Совместные работы
Италия	Пиза	Ун-т	Траверсо К. + 1 чел.	Совместные работы
	Катания	Ун-т	Кара-Ферро Дж.	Совместные работы
	Турин	INFN	Балестра Ф. Пираджино Г.	Совместные работы
Канада	Калгари	UofC	Марцлин К.П.	Совместные работы
	Лондон	UWO	Сингх М.	Совместные работы
Норвегия	Берген	UiB	Еспелид Т.	Совместные работы
Таджикистан	Душанбе	ТГНУ	Абдулоев Х. + 3 чел.	Совместные работы
	Ходжент	ХГУ	Тухлиев К. + 3 чел.	Совместные работы
США	Бостон	UMass	Мухтукумар М.	Совместные работы
	Лос-Анджелес	UCLA	Сорнетт Д.	Совместные работы
Тайвань	Тайбэй	AS	Чин Кун Ху	Совместные работы
	Чунгли	NCU	Лай Пик Ин	Совместные работы
Швейцария	Женева	UniGe	Ваннер Г.	Совместные работы
Швеция	Упсала	UU	Виеднер У.	Совместные работы
	Стокгольм	SU	Лейтес Д.	Совместные работы
Франция	Страсбург	IReS	Горнушкин Ю.	Совместные работы
ЮАР	Кейптаун	UCT	Редди Б. Лорри Г.	Соглашение
Япония	Цукуба	Ун-т	Сасаки Т.	Соглашение
	Осака	Kansai Univ.	Кук Н.Д.	Совместные работы
	Хакодате	FUN	Увано Й.	Совместные работы
CERN	Женева		Бран Р. Христов П.	Совместные работы
ICTP	Триест		Нобиле А.	Совместные работы

Следующая тема	Предыдущая тема	Вернуться в начало темы
Вернуться к направлению	Вернуться к содержанию	Вернуться в начало темы