Study of reactions with light stable and exotic nuclei

Отчет и результаты, полученные за отчетный период (2018 г.) с помощью расчетов, выполненных на гетерогенном кластере “HybriLIT” Лаборатории информационных технологий Объединенного института ядерных исследований

В.В. Самарин, М.А. Науменко, А. Ажибеков

  • Краткое описание решаемой задачи
    Расчеты структуры малонуклонных и кластерных ядер с использованием вычисления фейнмановских континуальных интегралов во мнимом времени.
  • Результаты, полученные за отчетный период (2018 г.) с помощью расчетов, выполненных на гетерогенном кластере “HybriLIT” Лаборатории информационных технологий Объединенного института ядерных исследований
    Выполнены расчеты структуры ядер 6Li, 7Li, 11Li, 3Н, 12С. Они приняты к печати в 2019 г. в журнале Известия РАН. Серия физическая.
Picture 1
Рис. 1. Зависимость нормированного логарифма пропагатора b_{0}^{-1}\ln \tilde{\kappa_{E} } от мнимого времени \tilde{\tau } для ядер 3Н (пустые треугольники), 7Li (кружки), 6Li (точки) и 11Li (сплошные треугольники): прямые – результаты линейной регрессии (расчет методом Монте-Карло для n = 7 ×107 траекторий с шагом сетки \Delta \tau = 0.003). Вычисленные значения энергии разделения ядер 3Н, 7Li, 6Li и 11Li на составляющие нуклоны (3Н) или внешние нуклоны и ядерные остовы (6,7,11Li) с точностью до трех знаков совпадают с экспериментальными значениями, соответственно 8.48 МэВ, 10.9 МэВ, 3.70 МэВ и 0.369 МэВ.
Picture 2
Рис. 2. Плотность вероятности (а) в координатах Якоби x, y (б) с примерами положения нейтрона (светлые кружки), протона (серые малые кружки), α-кластера (закрашенные большие кружки) и трехмерная модель (в) конфигурации ядра 6Li (n + p + α). Наиболее вероятной является конфигурация с объединением протона и нейтрона в дейтронный кластер (d + α).
Picture 3
Рис. 3. Плотность вероятности (а) в координатах Якоби x, y, z (б) и трехмерная модель (в) для четырехтельной конфигурации ядра 7Li (n + n + p + α). Наиболее вероятной является конфигурация с объединением протона и двух нейтронов в тритонный кластер (t + α).
Picture 4
Рис. 4. Плотность вероятности для трехтельной конфигурации ядра 11Li (n + n + {9Li}), обозначения те же, что на рис. 2. Наиболее вероятна конфигурация 1 с динейтронным кластером, линейная (сигарообразная) конфигурация 2 имеет существенно меньшую вероятность.
Picture 5
Рис. 5. Топография пропагатора \tilde{\kappa_{E} }(\vec{x},\vec{y},\tilde{\tau};\vec{x},\vec{y},0)=\tilde{\kappa_{E} }(\vec{x},\vec{y},\cos \theta ;\tilde{\tau}) для трехтельной конфигурации ядра 3Н (n + n + p), обозначения те же, что на рис. 4. Основному состоянию ядра 3Н отвечают треугольное 1 и линейное (сигарообразное) 2 расположения нуклонов, первому возбужденному состоянию 3 соответствует деление ядра 3Н на нейтрон и дейтрон n + d.
Picture 6
Рис. 6. Плотность вероятности для ядра 12С в модели (α + α + α) для основного состояния, рассчитанного методом фейнмановских континуальных интегралов (а), методом гиперсферических функций (б) и методом гиперсферических функций для состояния Хойла (в); x, y − координаты Якоби, угол между векторами x, y равен θ = 90°; α-кластеры обозначены кружками.
  • Описание использования вычислительных ресурсов
    1 – 2 CPU ядра, 1 – 2 графических ускорителя. ПО: Intel Fortran Compiler, NVIDIA CUDA, Intel С++ Compiler. Объем дискового хранилища 10 Гб.
  • Перечень опубликованных работ, в которых выражена благодарность HybriLIT за использование ресурсов (на сайте HybiLIT в разделе Публикации пользователей не представлены):
    1. В.В. Самарин, М.А. Науменко. ЯФ 2017. Т. 80, №5. С. 473–485.
      На С. 477 указано: “Расчеты были выполнены на гетерогенном кластере “HybriLIT” [41] Лаборатории информационных технологий Объединенного института ядерных исследований.”
    2. V. Samarin. Nuclear Theory 2017. V. 36. P. 233. (eds. M. Gaidarov, N. Minkov, Heron Press, Sofia).
      На С. 237 указано: “Parallel calculations by Monte Carlo method [21] using NVIDIA CUDA [22] technology were performed on the Heterogeneous Cluster of LIT, JINR [23].”
    3. Mikhail Naumenko and Viacheslav Samarin. EPJ Web Conf. 2018. V. 173, 05011.
      https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2018/08/epjconf_mmcp2018_05011.pdf
      На С. 2 указано: “Calculations were performed on the NVIDIA Tesla K40 accelerator installed within the heterogeneous cluster [5] of the Laboratory of Information Technologies, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna.”