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IBERCIVIS ist das Nachfolgeprojekt des inzwischen eingestellten Zivis Superordenador Ciudadano. Das Projekt wird vom Institute for Biocomputation and Physics of Complex Systems (kurz BIFI) der Universidad de Zaragoza betrieben. Es werden derzeit drei Unterprojekte angeboten: Fusion, Docking und Materiales.
[bearbeiten] UnterprojekteIbercivis biete eine Plattform für verschiedene Projekte. [bearbeiten] FusionDie Fusion durch magnetischen Einschluss könnte eine Quelle der Energie in die Zukunft sein um einige der Probleme in unserem Energie-Modell zu beheben. Vor allem im Zusammenhang mit der Knappheit der Ressourcen, da der Kraftstoff praktisch unerschöpflich ist, und im Zusammenhang mit Schadstoffemissionen , insbesondere von Treibhausgasen, die eine globale Erwärmung forcieren. In der aktuellen Arbeitsphase hat im Süden von Frankreich der Bau des großen Tokamak ITER (Abkürzung für: International Thermonuclear Experimental Reactor) begonnen, der ca. 2016 in Betrieb gehen soll. Plasma ist der physikalische Zustand, der entsteht, wenn Materie auf Hunderte von Millionen Grad erhitzt wird, die zur Erreichung der Fusion notwendig sind. In diesem Zustand hat Materie sehr unterschiedliche Eigenschaften zu anderen physikalischen Zuständen (fest, flüssig und gasförmig), die sie gewöhnlich inne hat. Wichtige Plasmen sind die Sterne, das Feuer, die Polarlichter, Blitze, ... und Fusionsplasmen. Die Schaffung von Fusionsplasmen ist nichts weniger als die Neuerschaffung von einigen der Phänomene, die in den Sternen auftreten. In Plasmen werden die positiv geladenen Ionen und negativ geladene Elektronen, freigesetzt, kollidieren miteinander, und erzeugen ein komplexes kollektives Verhalten. [bearbeiten] DockingAlle Arzneimittel haben in ihrer Zusammensetzung eine Substanz namens aktives Prinzip (die allgemein auch Ligand genannt wird) welche für die Tätigkeit des Medikaments verantwortlich ist. Der Rest der Komponenten setzt sich aus inaktiven Stoffen zusammen, deren Aufgabe unter Anderem darin besteht, sicherzustellen, dass der Wirkstoff den Ort erreicht, an dem er tätig werden sollte. Die Liganden haben normalerweise die umgekehrte Oberfläche von bestimmten makromolekularen Strukturen, wie unter anderem Proteine und Nukleinsäuren. Am Ende seiner Reise muss ein Ligand hat sein eigentliches Aktivitätszentrum finden und dort „andocken“. Dieser Prozess, genannt Docking, ist ziemlich komplex, und in diesem Prozess kommen eine Reihe von chemischen Prozessen ins Spiel, die durch physikalische Gesetze bestimmt werden, einschließlich der über verbrauchten oder freigesetzter Energie. Das Wissen, wie diese Vereinigung abläuft, sowie die Charakterisierung und Quantifizierung von verschiedenen Vorgängen während dieses Prozesses ist einen wachsender Bereich der Forschung. Theoretisch ermöglicht dieses Wissen über die die notwendigen Elemente, Moleküle mit der für ihre Tätigkeit besten Struktur zu designen. Nicht nur viel besser, sondern auch ohne die Möglichkeit, an unerwünschten Molekülen anzudocken, was zu den bekannten „Nebenwirkungen“ führt. Zurzeit forschen wir mit anspruchsvollen experimentellen Techniken wie den dreidimensionalen Informationen aus Proteinen des Liganden, d.h. wo sich dessen Atome im Raum befinden und was die geometrische Anordnung dieser bei der Vereinigung ist. Daraus resultierend kennen wir dann den Wert der Moleküle und deren Vereinigung. Wenn wir in der Lage sind, aus diesen dreidimensionalen Strukturen und den chemischen und physikalischen Gesetzen die experimentellen Ergebnisse zu reproduzieren, wären wir in der Lage auch für alle anderen Liganden ihren Wert für ein Docking vorherzusagen, bevor sie in teuren pharmazeutischen Tests erprobt werden. [bearbeiten] MaterialesDie Materialien, die wir simulieren, sind Gläser und ungeordnete Systeme im Allgemeinen. Das Glas hat einen Zwischenzustand zwischen fest und flüssig. Aus der mikroskopischen Sicht sind Gläser sehr unterschiedlich zu gewöhnlichen festen Stoffen, weil die Atome nicht in einer regelmäßigen Struktur sind. Die theoretische Studie des Glases hat auch Anwendungen jenseits der Physik fester Materie festgestellt. Beispielsweise gab es vor kurzem erhebliche Fortschritte auf dem Gebiet der kombinatorischen Optimierung in Computerwissenschaften, inspiriert durch die Physik der Spin-Gläser. Wir haben festgestellt, dass die Ausrichtung des Nord-und Südpol des „atomaren Magnete“ der magnetische Materialien im Glas (genannt: Spin-Gläser) nicht starr sondern zufällig ist. Das Verhalten von Glas erscheint auch in einer großen Zahl von ungeordneten Materialien wie Supraleitern. Die Unordnung beeinflusst fundamental die Eigenschaften von magnetischer und elektrischer Leitfähigkeit des Materials von großen Magnetwiderständen, die die Grundlage für die nächste Generation von Festplatten darstellen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass mit mit Anwendungen in Ibercivis auf dem Gebiet der Physik komplexer Materialien vor einer neuen Herausforderung im Bereich der verteilten Supercomputer steht. |
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