Aggiornamenti

Cluster di calcolo "bora"

29 aprile 2024

È stata completata l'installazione di "bora", il nuovo cluster per il calcolo ad alte prestazioni (High Performance Computing, HPC) acquisito dal Dipartimento di Fisica grazie al finanziamento del Dipartimento di Eccellenza. Si tratta di un'infrastruttura di calcolo con architetture di nuova generazione, ibrida ed espandibile. Il cluster dispone infatti di
- nodi CPU standard, dotati di processori di tipo "general purpose";
- nodi CPU fat, con un grande quantitativo di memoria RAM;
- nodi GPU, equipaggiati di schede grafiche NVIDIA di ultima generazione.
Sono inoltre presenti due livelli di stoccaggio dei dati, con caratteristiche diverse in termini di dimensioni e rapidità di accesso. Al momento il cluster ha dimensioni contenute (216 cores, 2 GPUs A30), ma un'estensione è prevista in una seconda fase del progetto del Dipartimento di Eccellenza.

I ricercatori e gli studenti del Dipartimento di Fisica potranno accedere a breve al cluster per svolgere attività di ricerca o didattiche che necessitino risorse di calcolo ad alte prestazioni. In particolare il cluster potrà essere utilizzato per:
- sviluppo e test di codici da utilizzare successivamente su grandi infrastrutture di calcolo;
- simulazione e analisi dati in un ambiente software e hardware adatto alle esigenze del ricercatore;
- familiarizzare gli studenti con l'ambiente hardware e software tipico di una infrastruttura HPC.

Ecco alcuno alcuni esempi delle possibili applicazioni del cluster nelle diverse linee di ricerca coinvolte:
- Fisica della materia condensata: simulazione atomistica di materiali nanostrutturati, disordinati e complessi, con approcci che spaziano dalla dinamica molecolare classica alle simulazioni ab-initio o Quantum Monte Carlo.
- Astrofisica: simulazione della formazione di galassie e strutture cosmiche, tramite codici sviluppati localmente e ampiamente usati nella comunità (OpenGADGET e PINOCCHIO), ed analisi dati di grandi survey cosmologiche (Euclid).
- Fisica delle particelle e astroparticelle: analisi e simulazione della grande mole di dati prodotti dagli osservatori di raggi gamma cosmici (Fermi, CTA) e di onde gravitazionali (LIGO-Virgo-Kagra), o ancora dagli esperimenti di fisica delle particelle presso il CERN (CMS, Alice).
- Fisica applicata: sviluppo di algoritmi di ricostruzione specializzati per l'imaging e la tomografia ad alta risoluzione, e loro applicazione nel contesto delle attività sperimentali presso il laboratorio Elettra.

Linea di ricerca: HPC-BD-ML

Nuovo laboratorio interdipartimentale AJP LAB

Inaugurazione 4 dicembre 2023

Il nuovo laboratorio interdipartimentale AJP LAB è entrato a pieno regime operativo grazie alle attività di sviluppo di rivelatori a semiconduzione ultrasottili intraprese da ricercatori e ricercatrici del Dipartimento di Fisica, attività che costituiscono anche il primo tassello del Laboratorio Interdisciplinare di Elettronica e Sensoristica Avanzate (LEA), attualmente in costruzione.

Il laboratorio AJP LAB si sviluppa intorno all’“Aerosol Jet Printer – AJP”, uno strumento innovativo unico in Regione, acquisito alla fine del 2023 grazie ad un finanziamento straordinario dell’Ateneo su proposta di docenti, ricercatori e ricercatrici dei Dipartimenti di Fisica (DF), di Ingegneria e Architettura (DIA) e di Scienze Chimiche e Farmaceutiche (DSCF).

Lo strumento è dotato di una tecnologia avanzata che consente la stampa di tracce o la creazione di strutture tridimensionali su qualsiasi oggetto utilizzando vari “inchiostri” come metalli, polimeri e composti chimici e biologici. Il materiale viene nebulizzato e depositato strato dopo strato grazie a un getto guidato da un gas ad alta velocità, consentendo la realizzazione di prototipi complessi in tempi notevolmente ridotti rispetto alle metodologie tradizionali, rivoluzionando il processo di ricerca e sviluppo.

L'Aerosol Jet Printer apre le porte a un ampio spettro di applicazioni multidisciplinari che abbracciano le aree di chimica, fisica e ingegneria: dallo sviluppo di rivelatori per la fisica nucleare e delle particelle alle applicazioni di fisica medica, dalla chimica e cristallografia all'ingegneria aerospaziale e le comunicazioni satellitari. In particolare, docenti, ricercatori e ricercatrici del Dipartimento di Fisica intendono utilizzare inizialmente la stampante AJP per lo sviluppo di rivelatori a semiconduttore per la ricerca in fisica sub-nucleare, la ricerca sull'imaging medico a raggi X con contrasto di fase e applicazioni di robotica aerospaziale con integrazione di meccanica, circuiti e sensori.

Nelle prime campagne di stampa condotte nei mesi iniziali del 2024, grazie all’uso di soluzioni aeree di inchiostri di argento, e’ stato possibile depositare tracce conduttive su supporti in vetro e silicio e poi misurarne le caratteristiche elettriche e meccaniche. I risultati preliminari, già comunicati nei gruppi di lavoro delle collaborazioni sperimentali collegate, hanno suscitato molto interesse per le possibilità che questa tecnica potrebbe offrire in termini di semplificazione del processo di integrazione dei rivelatori di particelle legati alla distribuzione di potenza su chip di grandi dimensioni e all’interconnessione contact-less di sensori ultrasottili. La ricerca inoltre ha permesso di ottenere ulteriori finanziamenti da fonti esterne per proseguire con l’esplorazione della tecnica.

Linea di ricerca: LEA