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Previous issue date: 2011-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O fenômeno magnético é amplamente utilizado nos mais diversos dispositivos eletrônicos,
de armazenamento de dados e de telecomunicações, dentre outros. O entendimento
deste fenômeno é portanto de grande importância para dar suporte ao aperfeiçoamento
e desenvolvimento de novas tecnologias. Uma das formas de melhorar a compreensão do
fenômeno magnético é estudá-lo em escala atômica. Quando os átomos magnéticos se
aproximam, interagem magneticamente, mesmo que submetidos a um campo magnético
externo, e podem formar estruturas em escala nanométrica. Programas computacionais
podem ser desenvolvidos com o objetivo de simular o comportamento de tais estruturas.
Tais simuladores podem facilitar o estudo do magnetismo em escala nanométrica
porque podem prover informações detalhadas sobre este fenômeno. Cientistas podem
usar um simulador para criar e/ou modificar diferentes propriedades físicas de um
sistema magnético; dados numéricos e visuais gerados pelo simulador podem ajudar na
compreensão dos processos físicos associados com os fenômenos magnéticos. Entretanto,
a execução de tais simulações é computacionalmente cara. A interação entre átomos
ocorre de forma similar ao problema dos N corpos. Sua complexidade nos algoritmos
tradicionais é O(N2), onde N é o número de spins, ou átomos, sendo simulados no sistema.
Neste trabalho propomos um novo algoritmo capaz de reduzir substancialmente este custo
computacional, o que permite que uma grande quantidade de spins possa ser simulada.
Adicionalmente ferramentas e ambientes de computação paralela são empregados para
que os custos em termos de tempo de computação possam ser ainda mais reduzidos. / The magnetic phenomena are widely used in many devices, such as electronic, data storage
and telecommunications devices. The understanding of this phenomenon is therefore of
great interest to support the improvement and development of new technologies. To
better understand the magnetic phenomena, it is essential to study interactions at nano
scale. When magnetic atoms are brought together they interact magnetically, even with
an external magnetic field, and can form structures at nanoscale. Special design computer
programs can be developed to simulate this interaction. Such simulators can facilitate
the study of magnetism in nanometer scale because they can provide detailed information
about this phenomenon. Scientists may use a simulator to create and/or modify different
physical properties of a magnetic system; visual and numerical data generated by the
simulator can help to understand the physical processes associated with the magnetic
phenomenon. However, there is a natural high complexity in the numerical solution of
physical models. The interaction between spins occurs in a similar way to the classical n-body
problem. The complexity of this problem is O(N2), where N is the number of spins
or atoms in the system. In this work we propose a new algorithm that can substantially
reduce the computational cost, and allows the simulation of a large number of spins.
Besides, tools and environments for high-performance computing are used so that the
costs of computation time may be further reduced.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/3543 |
| Date | 25 February 2011 |
| Creators | Campos, Alessandra Matos |
| Contributors | Lobosco, Marcelo, Vieira, Marcelo Bernardes, Dantas, Socrates de Oliveira, Coluci, Vitor Rafael |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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