霍珀，你今天在做什么？

_本周，PopSci 将揭秘美国一些最大、最强大的超级计算机——这些机器将大数据转化为重大发现、重大技术和重大飞跃。在过去的一周里，我们设法通过电话联系了本系列中的每一台繁忙的机器，以了解它们在某一天都在做什么。它们很乐意分享。
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见见 Hopper。

姓名： Hopper（美国国家能源研究科学计算中心，劳伦斯伯克利实验室）

TOP500排名： 8

重要统计数据：系统：Cray XE6 超级计算机。理论峰值性能：1.3 千万亿次浮点运算（每秒 1.3 千万亿次计算）。内部：153,216 个计算核心通过高速互连连接。由高性能存储系统支持，用户可在此存档数据。HPSS 系统的峰值容量为 59 千万亿字节。10 月 26 日，约有 98,750 个文件被传输到或传输出 HPSS 系统。

日期： 2011 年 10 月 27 日

你在做什么？

• 模拟与惯性聚变反应相关的大规模粒子内激光等离子体相互作用。用英语来说，这涉及模拟聚变反应，其中燃料靶（通常是氘或氚颗粒）被高能束压缩。了解这种反应是建造一种可能为未来提供廉价和丰富能源的聚变反应堆的关键，而且在 Hopper 上建模比在实验室中容易得多。这类等离子体反应的温度几乎与太阳上的温度一样高。
• 基准测试。像 Hopper 这样的超级计算机非常强大，有时 NERSC 和其他超级计算实验室的团队必须退后一步，运行任务，只是为了更好地了解他们的计算机，从而了解如何最好地将它们用于使用计算机的科学家感兴趣的应用程序。今天，Hopper 正在花费其自身计算能力的一小部分来测试该计算能力。这是每台超级计算机都必须做的一项重要工作，以确保它以最佳性能水平运行，并且其核心得到最佳利用。
• 超新星模拟。有没有想过恒星爆炸时会是什么样子？霍珀也有同样的感受。如今，研究人员正在运行超新星模型，以更好地了解恒星在炽热中死亡的机制，从而为宇宙播下几乎所有重元素的种子。超新星拥有巨大的亮度，因此通常充当“标准烛光”——天文学家用来测量宇宙距离和膨胀速度的宇宙参考点。早在 1990 年代，NERSC 的计算就在今年的诺贝尔物理学奖中发挥了核心作用，该奖项的获奖者发现我们的宇宙不仅在膨胀，而且还在加速。这为推动这种加速的暗能量的性质带来了全新的难题。霍珀今天继续探索这些问题。
• 更多等离子体/聚变科学。等离子体科学与创新中心是一个学术合作组织，旨在更好地模拟约束装置，这些装置可以在地球上切实地容纳高能聚变反应，从而为所有人提供廉价和超清洁的能源。当然，这并不容易（参见上文关于接近太阳温度的内容）。聚变能是技术上的圣杯，而霍珀今天正在寻找它。
• 研究原子的根本性质。更具体地说，霍珀正在深入研究原子核和量子色动力学，这是一个描述原子核基本结构以及将质子和中子结合在一起的键（称为强力）的理论框架。如果同种电荷相互排斥，那么为什么由带正电的质子组成的原子核不会分裂？夸克和胶子如何结合在一起形成质子？这是突破极限的核物理学，就在这里、现在发生。

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