Physik

MATLAB und Simulink für die Physik der kondensierten Materie

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Physiker auf dem Gebiet der kondensierten Materie vertrauen bei der Entwicklung von Algorithmen für verschiedene Anwendungen auf MATLAB und Simulink. Dazu gehören die Simulation von klassischen und Quanten-Vielteilchensystemen und der Einsatz von Regelungsinstrumenten und Labor-Hardware wie spezielle Mikroskope, Sensoren und Datenerfassungssysteme. Darüber hinaus werden Daten analysiert und nachverarbeitet, verschiedene spektroskopische Analysen durchgeführt und KI-gestützte Sensoren entwickelt.

Außerdem verwenden Physiker für kondensierte Materie MATLAB und Simulink für folgende Aufgaben: 

  • Automatisch HDL und C/C++ Code für Hardware-Konnektivität generieren
  • Daten von Hardware und Instrumenten in Echtzeit steuern und erfassen
  • KI und andere rechenintensive Analysen auf GPUs beschleunigen
  • Anhand eines interaktiven Lehrplans und Live-Skripten Physik unterrichten

„Wenn man forscht, möchte man nicht auf die Art und Weise beschränkt sein, wie jemand anderes ein Programm zum Betrieb der Maschine entworfen hat.“

Andrew Jardine, University of Cambridge

Community-Tools für kondensierte Materie

Zu den Community-Tools gehört auch Code, der öffentlich für alle zugänglich ist.

Simulator für das Spektrum der Elektronenspinresonanz (Electron Paramagnetic Resonance)

EasySpin

Simulator für Spin-Dynamik

Spinach

Tool zur Visualisierung und Reduktion von Röntgenstreuungsdaten durch streifenden Strahleneinfall

GIXSGUI

Auf der Methode der Randelemente basierender Simulator für metallische Nanopartikel

MNPBEM

Linearer Spin-Wellen-Solver

SpinW

Solver für die Gross-Pitaevskii-Gleichung

GPELab

Toolbox für die Dichtefunktionaltheorie im Impulsraum

KSSOLV

Toolbox für die Dichtefunktionaltheorie im Ortsraum

M-SPARC

Elektromagnetische Simulation von gemusterten Mehrschicht-Strukturen

PPML

Ausbau des Lehrplans

Codebeispiele für Lehrkräfte, die Physik der kondensierten Materie unterrichten:

Ressourcen

Berechnungen zur Bandstruktur

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