Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 14 от 10 апреля 2007 года

Не умаляя оригинальности методики, следует отметить, что на молекулярном уровне все «тяни-толкательные» процессы сводятся к классическим для химии электростатическим и магнитным взаимодействиям. Поэтому говорить о механическом воздействии на молекулу с помощью другой молекулы можно лишь очень условно. ЕГ

К неожиданным выводам пришел молодой физик-вычислитель Жан-Люк Вэй (Jean-Luc Vay) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли. Он обнаружил, что предсказанные специальной теорией относительности Эйнштейна релятивистские эффекты могут существенно влиять на эффективность компьютерных расчетов.

При компьютерном моделировании различных физических процессов в пространстве и времени необходимо задать дискретную расчетную сетку или еще как-то разбить систему на множество небольших взаимодействующих частей. При этом шаг сетки должен быть достаточно мелким, чтобы описать все детали происходящего, существенные для понимания физики дела. Для задания расчетной сетки нужно выбрать систему отсчета. А поскольку теория относительности учит, что физические законы не зависят от системы отсчета, ее выбор до сих пор считался скорее вопросом удобства, который не мог принципиально влиять на длительность вычислений.

Однако при моделировании объектов, которые движутся друг относительно друга со скоростями, близкими к скорости света, это оказалось совсем не так. Такая ситуация типична при расчете лазеров на свободных электронах, плазменных ускорителей, взаимодействия быстрых частиц с веществом и в ряде других задач. Как известно, движущиеся прямолинейно и равномерно системы отсчета связаны преобразованием Лоренца. А оно предсказывает сокращение длин и замедление времени в движущейся системе отсчета. Соответственно изменяется и шаг сетки. Вэй показал, что в каждой задаче имеется оптимальная система отсчета, в которой можно обойтись более грубой сеткой и заметно сократить время расчетов. Например, при моделировании пролета быстрого протонного пучка сквозь электронное облако в оптимальной системе отсчета требуется в тысячу раз меньше шагов по сравнению с вроде бы естественной системой отсчета, связанной с электронным облаком. Это сокращает время прогона типичной задачи с одной недели до получаса. Другие задачи могут просчитаться и вовсе в миллион раз быстрее.

Работа Вэя, которая недавно опубликована в журнале Physical Review Letters, произвела неизгладимое впечатление на специалистов. Все удивляются, почему за столетнюю историю теории относительности и полвека активного использования компьютеров никому не пришло в голову изучить, как релятивистские эффекты могут повлиять на вычисления. А то, что это влияние существенно, ясно уже из старого парадокса близнецов. Очевидно, что отправившийся в путешествие к далеким звездам и вернувшийся более молодым близнец, если он возьмет с собой обычный компьютер, успеет посчитать на нем меньше, чем его постаревший брат-домосед с точно таким же неподвижным компьютером.

Будем надеяться, что пионерская работа Вэя ускорит прогресс в этой области. Быть может, релятивистские эффекты удастся использовать не только при моделировании быстрых физических процессов. Сейчас трудно даже представить, к каким последствиям могут привести эти исследования, по крайне мере в принципе способные повлиять как на решение абстрактных проблем, вроде информационных парадоксов черных дыр, так и на конструкцию фотонных компьютеров будущего. ГА

Оказалась под угрозой запланированная дата запуска принадлежащего ЦЕРНу нового гигантского ускорителя протонов, Большого Адронного Коллайдера (Large Hadron Collider, LHC). Он будет разгонять в кольцевом 27-километровом подземном туннеле встречные пучки протонов, энергия лобовых соударений которых достигнет 14 ТэВ. По расчетам, ее может хватить для рождения целого букета еще не известных науке элементарных частиц, в том числе и гипотетического бозона Хиггса, который был предсказан много лет назад, но до сих пор так и не открыт. Не исключено, что на новом ускорителе удастся получить информацию и о частицах, из которых состоит темная материя.

Сроки пуска LHC откладываются с позапрошлого года. Еще недавно считалось, что в конце осени нынешнего года начнутся пробные прогоны, а летом 2008-го ускоритель заработает в полную силу. Теперь эти планы могут быть пересмотрены из-за конструктивного дефекта одной из групп сверхпроводящих магнитов.

LHC оснащен примерно шестью тысячами таких магнитов, львиная доля которых используется для удержания разгоняемых протонов на круговой траектории. Среди них есть и установки с другими функциями, в том числе 392 источника квадрупольных магнитных полей, которые будут фокусировать протонные пучки непосредственно перед столкновениями. 27 марта три таких магнита были подвергнуты контрольным испытаниям. В программу испытаний, в частности, входила имитация аварийной ситуации, вызванной внезапным нагревом катушек с токами выше критической температуры. Это привело бы к переходу токоносителей из сверхпроводящего состояния в нормальное, нагреву системы, быстрому испарению охладителя (жидкого гелия) и наконец — к резкому увеличению давления на магнит и опорные конструкции.

В ходе теста давление внутри установок было доведено до двадцати атмосфер. Два блока выдержали испытание, но третий с громким треском сошел с опоры, повредив и соседние блоки. Проверка показала, что подвела опорная конструкция из стекловолокна, которая не соответствовала техническим спецификациям. Ответственность за это взяла на себя американская Национальная лаборатория ускорителей имени Ферми, где были изготовлены установки. Проектировщики, однако, надеются, что дефектные конструкции удастся заменить, не извлекая магниты из туннеля. АЛ

Известно, что, пробегая взглядом по первоапрельским новостным лентам, надо быть настороже: лукавые репортеры так и норовят повесить на уши доверчивой интернет-аудитории первосортную лапшу. Впрочем, стреляных читателей на мякине не проведешь: желающие дать отпор расшалившимся журналистам «охотники за розыгрышами» бдительно следят за подозрительными новостями.

Из года в год за каверзами «дурацкого дня» наблюдают педантичные википедисты — на самой свежей «первоапрельской страничке» ими зафиксирована добрая сотня попыток «запудривания мозгов». Еще богаче улов у дотошного блоггера по кличке Urgo, чей список, составленный с небольшой помощью многочисленных друзей, тянет почти на семьсот позиций! Что ж, вспомним о самых громких «хайтек-розыгрышах» нынешнего «дня дураков».

Как обычно, в первых рядах записных шутников выступает компания Google, на сей раз потешившая мир целым букетом революционных инноваций. Справивший на нынешний «первоапрель» свое трехлетие почтовый сервис Gmail обзавелся «бумажным» расширением — Gmail Paper. Отныне его пользователи могут одним кликом мышки получать бумажный архив своей переписки, а также рассылать «твердые копии» депеш друзьям и знакомым. Для всех без исключения пользователей эта услуга бесплатна, правда, на оборотной стороне каждого письма жирным красным шрифтом будет печататься «ненавязчивая адресная реклама». Шутки шутками, но даже в этом несерьезном объявлении гугловцы не упустили шанса лишний раз отрекламировать фичи своей «безбумажной» почты. «Пользуясь Google Paper, я наконец постигла разницу между папкой и ярлыком, — гордо сообщает героиня рекламного постера. — Навесить на электронное письмо два ярлыка проще простого, а вот попробуйте положить обычное письмо сразу в две папки».

По сообщению британского сайта TheRegister, Apple отменила выход iPhone ради выпуска телефона совместно с Google. Уже известны некоторые детали этого будущего электронного чуда под названием «ID». По мнению создателей, оснащенное GPS-приемником устройство является идеальной площадкой для контекстной рекламы: во время походов своего владельца по магазинам оно то и дело будет подсвечивать попадающие «в тему» рекламные сообщения. Благодаря аскетичному проекту гуру индустриального дизайна Джонатана Ива, изделие будет лишено рычажка включения, а также каких бы то ни было других кнопок. Места для сим-карты и «телефонной» начинки в его недрах тоже не нашлось — по мнению создателей, особой нужды в этом нет. «Google уже давно считает себя лучшим в мире автоответчиком. А теперь вам даже не придется задавать вопросы!» — якобы заявила по этому поводу пресс-служба компании.

Панацеей для тех, кто ищет быстрого и недорогого выхода в Сеть, призван стать еще один сюрприз от «поисковика номер один» — широкополосный интернет-сервис TiSP для дома и офиса. На выбор предлагаются варианты подключения со скоростью передачи данных 8, 16 и 32 Мбит/c, причем первый из них бесплатен. В полном соответствии с расшифровкой аббревиатуры (Toilet Internet Service Provider), проблему «информационного запора» решит санузел — на сайте приводится подробная инструкция о том, как протащить оптоволоконный кабель в «большой мир» через отверстие унитаза. Тем же, кто доселе не блистал в сантехнической области, поможет армия «специально натренированных» фирменных нанороботов. Ничего страшного, если завершить операцию по подключению за выходные так и не удастся: от щедрот сервиса Google Calendar всем землянам был дарован дополнительный выходной день между субботой и воскресеньем (увы, 2 апреля от этой «халявы» не осталось и следа).