Make life simple: unleash the full power of the parallel tempering algorithm

We introduce a new update scheme to systematically improve the efficiency of parallel tempering simulations. We show that by adapting the number of sweeps between replica exchanges to the canonical autocorrelation time, the average round-trip time of a replica in temperature space can be significantly decreased. The temperatures are not dynamically adjusted as in previous attempts but chosen to yield a 50% exchange rate of adjacent replicas. We illustrate the new algorithm with results for the Ising model in two and the Edwards-Anderson Ising spin glass in three dimensionsComment: 4 pages, 5 figure

Universality of the evaporation/condensation transition

AbstractBy making use of the well-known lattice-gas interpretation, we investigated the evaporation/condensation transition through Monte Carlo simulations of the square lattice Ising model with nearest-neighbour couplings and periodic boundary conditions. The particle density can be varied by choosing different fixed magnetisations. In the analysis of our data we followed recent analytical work by Biskup et al. [Europhys. Lett. 60 (2002) 21], who also used the Ising model to study liquid-vapour systems at a fixed excess δN of particles above the ambient gas density in the limit of large system sizes. By identifying a dimensionless parameter Δ(δN), they showed that for Δ<Δc all excess is absorbed in background fluctuations (“evaporated” system), while for Δ>Δc a single large droplet of the dense phase occurs (“condensed” system). Besides the threshold value Δc also the fraction λ of excess particles forming the droplet is given explicitly.To test the applicability of these asymptotic results to practically accessible system sizes, we measured the volume of the largest minority droplet, corresponding to a fluid drop, for various L×L lattices with L=40,…,640. Using analytic values for the spontaneous magnetisation m0, the susceptibility χ and the Wulff interfacial free-energy density τW for the infinite system, we were able to determine Δc and λ numerically in very good agreement with the theoretical prediction. We also discuss the associated free-energy barrier and its implication for multimagnetical simulations, and put these findings into context with the related droplet/strip transition respectively barrier

Ausweitung des Sojaanbaus in Deutschland durch züchterische Anpassung sowie pflanzenbauliche und verarbeitungstechnische Optimierung

Die Arbeiten im Sojaforschungsprojekt waren erfolgreich und konnten wichtige Impulse für die Ausweitung des Sojaanbaus in Deutschland geben. So sind die entwickelten Stämme und Kreuzungsnachkommen eine Basis für den Aufbau einer eigenständigen deutschen Sojazüchtung. Die Sorten Korus und Protibus erwiesen sich als besonders geeignet für die Tofuherstellung. Die im Projekt entwickelte Labortofurei ist ein Züchtungsinstrument zur Identifikation vielversprechender Genotypen, mit dem auch die weitere Entwicklung frühreifer Tofusojasorten unterstützt werden kann. In Gefäßversuchen konnte gezeigt werden, dass die Reaktion auf Kühlestress während der Hülsenansatzphase zwischen den Sorten variiert und es tolerante, kompensierende und sensitive Sorten gibt. Die praktische Selektion auf Kältetoleranz war erfolgreich und für die Selektion auf Unkrauttoleranz konnte ein System etabliert werden. Bis auf das Präparat Radicin können die vorhandenen kommerziellen Bradyrhizobienpräparate für den Praxiseinsatz empfohlen werden. Die Hypothese, dass die Selektion des Symbiosepartners auf Kühletoleranz lohnenswert ist, wurde bestätigt. Bei der Sortenprüfung in ganz Deutschland zeigte sich, dass die Anbauwürdigkeit von Soja gut und nur an wenigen der geprüften Standorte nicht gegeben war. Die 00-Sorte ES-Mentor lieferte insgesamt die höchsten Relativerträge sowie den höchsten Rohproteinertrag, bei den 000-Sorten schnitt Sultana besonders gut ab. Eine Variation der Saatzeit sowie verschiedene Verfrühungstechniken erweisen sich nicht als ertragsrelevant. Beim Erfolg der Unkrautregulierung mit Torsionshacke, Fingerhacke und Flachhäufler gab es keine Unterschiede. Im Dammanbau lassen sich Sojabohnen mit gutem Unkrautregulierungserfolg kultivieren. Bei der Sojaaufbereitung sollte eine unnötig hohe Erhitzung der Bohnen bei der Aufbereitung vermieden werden, da durch die Erhitzung neben der Trypsininhibitoraktivität auch Eiweißverdaulichkeit reduziert werden. Mit ausschließlich indirekter, länger einwirkender, trockener Wärme (z. B. Biogasabwärme), ist es schwierig, gute Aufbereitungsqualitäten zu erzielen. Der Wissenstransfer mit Feldtagen und Website www.sojainfo.de war wichtig und erfolgreich zur Steigerung des Interesses am heimischen Sojaanbau

The Team

The Computational Physics Group performs basic research in classical and quantum statistical physics with special emphasis on phase transitions and critical phenomena. In the centre of interest are currently spin glasses, diluted magnets and other physical systems with quenched, random disorder, a geometrical approach to the statistical physics of topological defects with applications to superconductors and superfluids, biologically motivated problems (e.g., protein folding and semiflexible polymers), fluctuating geometries with applications to quantum gravity (e.g., dynamical triangulations) and soft condensed matter physics (e.g., membranes and interfaces). Supported by a Development Host grant of the European Commission, currently also research into the physics of anisotropic quantum magnets is established. The methodology is a combination of analytical and numerical techniques. The numerical tools are currently mainly Monte Carlo computer simulations and high-temperature series expansions. The computational approach to theoretical physics is expected to gain more and more importance with the future advances of computer technology, and will probably become the thir

Die Gaststudenten und ihre Betreuer waren:

Computing (NIC) und hiermit des ZAM als wesentlicher Säule des NIC. Um den akademischen Nachwuchs mit verschiedenen Aspekten des Wissenschaftlichen Rechnens vertraut zu machen, führte das ZAM in diesem Jahr zum zweiten Mal während der Sommersemesterferien ein Gaststudentenprogramm durch. Entsprechend dem fächerübergreifenden Charakter des Wissenschaftlichen Rechnens waren Studenten der Natur- und Ingenieurwissenschaften, der Mathematik und Informatik angesprochen. Die Bewerber mußten das Vordiplom abgelegt haben und von einem Professor empfohlen sein. Die acht vom NIC ausgewählten Teilnehmer, unter ihnen eine Studentin aus Moskau, kamen für zehn Wochen, vom 6. August bis zum 12. Oktober, ins Forschungszentrum. Sie beteiligten sich hier an den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des ZAM, des Instituts für Festkörperforschung (IFF) und des Zentrallabors für Elektronik (ZEL) und wurden jeweils einem Wissenschaftler zugeordnet, der mit ihnen zusammen eine Aufgabe festlegte und sie bei der Durchführung anleitete