Von Montag, 10. Februar, bis Freitag, 14. Februar, veranstalteten das Paderborn Center for Parallel Computing (PC?) und der Lehrstuhl für Dynamik der kondensierten Materie der Universit?t Paderborn eine internationale Winterschule zu Elektronenstrukturrechnungen.
Elektronenstrukturrechnungen sind Rechnungen, mit denen die Verteilung von Elektronen in Festk?rpern und Molekülen vorhergesagt und verstanden werden k?nnen. Diese sind notwendig für viele Arten von atomistischen Rechnungen in Chemie und Physik, bei denen die Hauptaufmerksamkeit der Bewegung der Atome gilt und die zum Beispiel zur Entwicklung neuerer oder verbesserter Materialien oder technologischer Prozesse für Batterieanwendungen oder photovoltaische Energiekonversion essentiell sind.
Atomistische Simulationen stellen einen Schwerpunkt der Universit?t Paderborn und des Paderborn Center for Parallel Computing (PC?) dar. Mit vergangenen Veranstaltungen, wie dem CP2K User Tutorial "Computational Spectroscopy", der jetzt durchgeführten Winterschule und zukünftigen Initiativen und Schulungen, wird die wissenschaftliche Community im Bereich der atomistischen Simulationen durch das PC? und die Universit?t Paderborn weiter in der Breite unterstützt. Darüber hinaus stehen durch die Fachberater*innen im PC? auch Expert*innen zur Verfügung, die Forscher*innen individuell bei technischen und anwendungswissenschaftlichen Fragestellungen unterstützen.
Ziel dieser einw?chigen Winterschule war es, Doktorand*innen, Postdocs und anderen Forscher*innen aus dem Gebiet der Quantenchemie und Festk?rperphysik zusammenzubringen, die die computergestützten atomistischen Rechnungen von Molekülen und Festk?rpern für ihre Forschung ben?tigen und ihr Wissen über die eingesetzten Programme, wie ORCA, CP2K und CP-PAW erweitern wollen. Das Publikum war international: Neben Teilnehmer*innen von vielen deutschen Universit?ten und Forschungseinrichtungen waren auch Teilnehmer*innen aus Belgien, Chile, Indien, Italien, Norwegen, Schweden, der Schweiz, Südafrika oder Tschechien vertreten.
Das Grundgerüst der Winterschule bildeten Vortr?ge von Experten zu Methoden der computergestützten Quantenchemie und theoretischen Festk?rperphysik, wie Prof. Dr. Frank Neese, Direktor des Max-Planck-Instituts für Kohleforschung und Hauptverantwortlichen hinter dem verbreiteten Quatenchemieprogramm ORCA, Prof. Dr. Thomas D. Kühne von der Universit?t Paderborn, der Experte für Ab-initio Molekulardynamik-Simulationen und Mitentwickler am CP2K-Programm ist, sowie Prof. Dr. Peter E. Bl?chl von der Technischen Universit?t Clausthal, dem Hauptentwickler des CP-PAW-Programms und Erfinder der Projektor-Augmented-Wave-Methode, eine der meistzitierten Publikationen in der Physik.
Diese Vortr?ge wurden wiederum durch spezifische Vortr?ge zur korrekten und effizienten Benutzung der einzelnen Programme ORCA, CP-PAW und CP2K erg?nzt. Um den Teilnehmer*innen die M?glichkeit zu geben, die neuen theoretischen Grundlagen aus den Vorlesungen anzuwenden und zu vertiefen, bestand etwa die H?lfte der Winterschule aus Tutorien, in denen die Teilnehmer*innen vorbereitete Fragestellungen mit den drei vorgestellten Programmen l?sen mussten, um praktische Erfahrung zu sammeln. Dabei wurden 必威体育 von den Tutoren unterstützt, die zu den Hauptentwicklern der vorgestellten Simulations-Softwarepaketen geh?ren.
Die teilweise recht aufwendigen Rechnungen wurden auf dem Hochleistungsrechner Noctua des PC? ausgeführt. Zus?tzlich pr?sentierten die Teilnehmer*innen ihre eigenen wissenschaftlichen Forschungsthemen und Fragestellungen im Rahmen einer Postersession, die zu einem angeregten wissenschaftlichen Austausch führte.
Die unkonventionelle Grundidee der Schule, mit mehreren Programmen zu arbeiten, sodass sowohl Molekülchemie (mit ORCA und CP2K), als auch Festk?rperphysik (mit CP2K und CP-PAW) mit verschiedenen Methoden und Ebenen der theoretischen Beschreibung abgedeckt werden, wurde von den Teilnehmer*innen sehr begrü?t. Dies zeigt auch die wachsende ?berschneidung und den Austausch zwischen Quantenchemie und theoretischer Festk?rperphysik sowie die immer gr??er werdende Bedeutung von numerischen Rechnungen, die in neuen Veranstaltungsformaten miteinbezogen werden müssen, um die Forscher*innen m?glichst gut für Spitzenforschung zu rüsten. Die nun erfolgreich durchgeführte Winterschule repr?sentiert einen weiteren Schritt in diese Richtung.
