( C T A M O P , Q u e e n ' s U n i v e r s i - PowerPoint PPT Presentation

( C T A M O P , Q u e e n ' s U n i v e r s i t y o f B e l f a s t ) C o l l a b o r a t o r s : S D L o c h , C J o h n s o n , D E n n i s ( A u b u r n U n i v e r s i t y ) M O ’ M u l l a n e ( U n i v e r s i t y o f S t r a t h c l y d e / J E T ) D a t a C e n t e r N e t w o r k 2 5 , S e p t 2 9 - O c t 2 , 2 0 1 9 , I A E A , V i e n n a

O v e r v i e w o f t a l k 1 . B r i e f r e m i n d e r o f t h e e x p t / t h e o r y a n d t h e c a p a b i l i t i e s o f R - m a t r i x t h e o r y a n d o t h e r t h e o r y r e s u l t s w i t h i n t h e l i t e r a t u r e , o u r e x p e r i m e n t a l c o l l a b o r a t o r s a n d t h e i n t e r f a c e o f o u r r e s u l t s w i t h A D A S . 2 . D e v e l o p m e n t o f t h e c o d e b a s e t o m e e t t h e c h a l l e n g e o f h e a v y c o m p l e x s p e c i e s 3 . E l e c t r o n - i m p a c t e x c i t a t i o n o f W I , WI I 4 . E l e c t r o n - i m p a c t i o n i s a t i o n o f W I 5 . U n c e r t a i n t y q u a n t i fj c a t i o n w o r k p r o g r e s s e s

We v a l i d a t e o u r t h e o r e t i c a l s y n t h e t i c s p e c t r a C T H ( A u b u r n U n i v e r s i t y ) a g a i n s t o n g o i n g s p e c t r a l m e a s u r e m e n t s a t C T H ( A u b u r n U n i v e r s i t y , U S A ) a n d D I I D ( G e n e r a l A t o m i c s , C A , U S A ) Tungsten employed at JET, • ITER, DIII-D and (CTH -Compact Toroidal • Hybrid), Auburn University) Tungsten has favourable • physical properties such as high thermal conductivity.

R - ma t r i x / R - ma t r i x w i t h P s e u d o s t a t e s ( R M P S ) r e v i e w

C a p a b i l i t i e s ● M o s t fj r s t o r d e r e l e c t r o n - i m p a c t d r i v e n p r o c e s s e s c o n n o r b . f r e e s h e l l . o r g ( l o g i n a n d p a s s w o r d a v a i l a b l e o n r e q u e s t ) E l e c t r o n - i m p a c t e x c i t a t i o n E l e c t r o n - i m p a c t i o n i s a t i o n E l e c t r o n - i m p a c t r e c o m b i n a t i o n ( D R / r a d i a t i v e ) ● + p h o t o i o n i s a t i o n , p h o t o n - e x c i t a t i o n ( o p a c i t y ) ● T h e c o d e s s h o u l d c o v e r m o s t o f t h e p e r i o d i c t a b l e , a n d t h e r e a r e L S c o u p l i n g ( n o n - r e l a t i v i s t i c ) , B r e i t - P a u l i ( s e m i - r e l a t i v i s t i c ) a n d D i r a c R - m a t r i x s u i t e s o f c o d e s . T h e r e s u l t s a r e s t o r e d i n A D A S ( O ’ M u l l a n e ) , C L O U D Y ( G . F e r l a n d ) , C h i a n t i ( D e l Z a n n a ) f o r m a t s

P h o t o i o n i s a t i o n / p h o t o - e x c i t a t i o n

T r a d i t i o n a l l y , w e c o m p a r e d o u r r e s u l t s a g a i n s t a s t r o n o m i c a l o b s e r v a t i o n a n d l a b o r a t o r y m e a s u r e m e n t . We s t i l l d o , e i t h e r r e m a i n i n g o b s e r v a t i o n s f r o m t h e A L S ( A d v a n c e d L i g h t S o u r c e , C A , U S ) o r t h e S O L E I L e x p e r i m e n t ( F r a n c e ) h v + K r I I h v + X e I I T h e a b i l i t y t o m a p o u t t h e fj n e r e s o n a n c e s t r u c t u r e a n d i d e n t i f y i n d i v i d u a l r e s o n a c e s i s a s t r e n g t h . T o p r o v i d e e x p e r i m e n t s a d v a n c e i n f o r m a t i o n i s a l s o a s t r e n g t h

T h e o r y c a n a i d b y s u g g e s t i n g w a v e l e n g t h w i n d o w s a n d d i s t i n c t i s o l a t e d d i a g n o s t i c l i n e s

E l e c t r o n - i m p a c t e x c i t a t i o n

R-matrix strength is near neutral open shell systems such as Fe II (3d^4,4s^2) (Rosetta Stone), which has a long history …. Smyth et al, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 483, 1, p. 654-663 2019

V a r i o u s C a l c u l a t i o n s f o r t h e 1 - 2 t r a n s i t i o n i n F e I I ( ^ 6 D g r o u n d s t a t e ) J = 9 / 2 - 7 / 2 )

S t e l l a r O p a c i t i e s

H i g h p e r f o r m a n c e c o m p u t i n g + s c r i p t i n g = c o m p r e h e n s i v e d a t a s e t s ( b o u n d - b o u n d , b o u n d - f r e e , f r e e - f r e e t r a n s i t i o n s ) i . e . t o t a l p h o t o i o n i s a t i o n o f e v e r y F e X V I I l e v e l

A l l t h e R - m a t r i x c o d e s , b u t i n p a r t i c u l a r t h e D i r a c R - m a t r i x c o d e s r e q u i r e d m a j o r r e v i s i o n . 1 . T u n g s t e n e x c i t a t i o n / i o n i s a t i o n f o r m a n y i o n s t a g e s i n v o l v e s o p e n d a n d s h e l l s y s t e m s , w h i c h r e q u i r e s a t a r g e t d e s c r i p t i o n o f s e v e r a l h u n d r e d o f t h o u s a n d l e v e l s . 2 . F r o m t h e s c a t t e r i n g p e r s p e c t i v e ( w h e t h e r e x c i t a t i o n o r i o n i s a t i o n ) i n v o l v e s t h o u s a n d s o f s c a t t e r i n g c h a n n e l s . U n l i k e p e r t u r b a t i v e m e t h o d s t h e s e c h a n n e l s a r e a r e a l l c o u p l e d . 3 . E x t e n s i v e w o r k ( i n t e r m s o f m u l t i - l e v e l M P I ) i s r e q u i r e d i f w e a r e t o b u i l d H a m i l t o n i a n m a t r i c e s i n e x c e s s o f 2 5 0 K b y 2 5 0 K i n a fj n i t e p e r i o d o f t i m e . 4 . O f p a r t i c u l a r n o t e i s t h e i n c l u s i o n o f G P U ( G r a p h i c a l P r o c e s s i n g U n i t s ) , t h a t a s s i s t g r e a t l y w i t h d e n s e m a t r i x m u l t i p l i e s

Y o u h a v e m e n t i o n e d 1 0 , 0 0 0 c h a n n e l s a n d m a t r i c e s e x c e e d i n g 1 0 0 K b y 1 0 0 K , b u t d o e s n o t t h e R - m a t r i x h a v e t o b e c a l c u l a t e d f o r e v e r y e n e r g y ? 1 0 , 0 0 0 * 1 0 , 0 0 0 * 1 0 0 , 0 0 0 = 1 0 ^ 1 3 o p e r a t i o n s …. . a n d m o d e r n C P U s o n l y a r e o f t h e o r d e r 1 0 ^ 9 o p e r a t i o n s p e r s e c . D o y o u w a i t a n h o u r p e r e n e r g y p o i n t ? N o f o r t u n a t e l y , w e c a n e m p l o y G P U s ( G r a p h i c a l P r o c e s s i n g U n i t s ) f o r t h e d e n s e m a t r i x m u l t i p l i e s

… I w i l l t a l k a b o u t R - m a t r i x r e s u l t s , b u t I ’ m a w a r e o f o t h e r a p p r o a c h e s D u c k - H e e K w o n ( B E B ) , M S P i n d z o l a ( T D C C : c o n fj g u r a t i o n - a v e r a g e ) , M u r a k a m i ( D WA : C o w a n & H u l l a c ) N e u t r a l T u n g s t e n E x c i t a t i o n / I o n i z a t i o n w h y t u n g s t e n ?