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Los primeros momentos de la fotosíntesis calculados en un superordenador
El esquema del complejo LHC-II para recoger energía de la luz: clorofila a muestra un color turquesa, la clorofila b - verde i>
La fotosíntesis en plantas y animales - la absorción del centro de reacción del cuerpo de cuantos de energía de la luz con su conversión y la acumulación de la forma química. Sustancias orgánicas sintéticas son continuación de combustible en las respuestas intracelulares.
Реакционный Centro - superkompleks altas en proteínas fotosobirayuschih con múltiples antenas. Los científicos aún siguen estudiando su estructura y funcionalidad. Tal vez, algún día hará un análogo sintético con la misma alta eficiencia. Un equipo conjunto de científicos de la Universidad del País Vasco (España), la Universidad de Barcelona (España), el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (Estados Unidos, la Universidad de Halle-Wittenberg (Alemania), la Universidad de Lieja (Bélgica) y la Universidad de Coimbra (Portugal) contribuyó a este estudio mediante el examen fotosobirayuschih construcción compleja LHC-II (Luz cosecha complejo II) con clorofila. La simulación LHC-II lanzó varias supercomputadoras poderosos de Europa, al mismo tiempo.
Para obtener más información sobre la creación de código para la red de supercomputación Pulpo distribuido describe en otra artículo científico. Los desarrolladores lograron crear un modelo informático fiable de los procesos de la mecánica cuántica, la reacción que tiene lugar en el complejo durante la fotosíntesis.
La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una simulación simplificada, rejilla adaptativa para la molécula de clorofila a i> a la distancia entre los nodos de 0, 5 A y un radio de 2, 5 Å. Cada color corresponde a una región que se puede transferir para el cálculo de un procesador separado para masivamente paralelo del cálculo en uno o varios superordenadores al mismo tiempo.
Complejo LHC-II opera en el primer paso de la fotosíntesis en plantas y consta de 000 17 átomos. No conocen a ciencia cierta cómo son exactamente los procesos cuánticos en este complejo al entrar en la teoría del fotón aunque no es fiable al respecto.
A través de proceso de paralelización, los científicos fueron capaces de ejecutar la emulación en varias supercomputadoras, que opera en paralelo. El experimento consistió en una supercomputadora alemana Juqueen (458,752 núcleos), el Fermi Italiano (163.840 núcleos), Hydra Alemán (65,320 núcleos), catalán MareNostrum III (48,896 núcleos) y otras supercomputadoras, establecida en las universidades europeas.
El principal objetivo fue optimizar el código para el pulpo, para estudiarlo en un sistema distribuido real, y elegir los parámetros correctos del programa. Simulación de la molécula LHC-II - tarea imposible, por lo que los científicos utilizaron un modelo de 5759, 4050 y 6075 átomos. Hoy en día es la simulación más a gran escala del proceso de la fotosíntesis en un complejo LHC-II.
A través del experimento fallido para confirmar la teoría de que describe la reacción de la fotosíntesis en el interior del LHC-II en los primeros 15 femtosegundos después de la recepción de un fotón.
Debido a la ley y del código de pulpo de optimización de Moore espero que dentro de poco será posible emular el proceso de la fotosíntesis para completar molécula con todos los átomos de 17 000. Por otra parte, el software libre se puede utilizar científicos Pulpo de otros países a la computación distribuida y la simulación de otras moléculas además LHC-II.
Los resultados científicos fueron publicados en un artículo & quot; Miradas en torno a color de ajuste de la respuesta óptica de clorofila en las plantas verdes a > & quot; i> en la revista Química Física Química Física i> 17 de julio 2015, artículo en el acceso abierto ().
Fuente:
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