В Дальневосточном федеральном университете идет процесс создания лаборатории "Суперкомпьютерное моделирование сложных систем в биомедицине", призванной выполнять фундаментальные и прикладные научные исследования на мировом уровне. Возглавил новое подразделение Школы биомедицины ДВФУ доктор физико-математических наук Виталий Борняков - известный российский ученый, признанный в мире специалист в области моделирования неабелевых калибровочных теорий методами Монте-Карло (индекс Хирша 20). Виталий Борняков стал одним из пяти победителей прошедшего в 2013 году конкурса по привлечению на постоянную работу в ДВФУ научно-педагогических кадров, получивших мировое признание.Как рассказал приглашенный ученый, идея создания лаборатории родилась еще в 2009 году, когда над совместными проектами начали работать профессор Михаил Поликарпов — основатель уникальной лаборатории «Решеточные калибровочные теории» Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), где также работает Виталий Борняков, и профессор Александр Молочков — заместитель директора Школы биомедицины ДВФУ. Тогда ученые основали на базе ДВФУ совместный научно-образовательный центр по математическому моделированию и начали прорабатывать идею создания лаборатории, которая бы позволила применять уникальный опыт ИТЭФ к тем задачам, которые стоят в Федеральном университете. Теперь эта идея двух ученых воплощается в жизнь, и в ДВФУ полным ходом идет процесс создания лаборатории «Суперкомпьютерное моделирование сложных систем в биомедицине».
По словам Виталия Борнякова, сегодня компьютерное моделирование сложных систем является одной из самых быстроразвивающихся областей научных исследований во всем мире. Говоря о работе новой лаборатории в ДВФУ, он подробно рассказал, чем будут заниматься в ней ученые.
— В лаборатории будем развивать три направления. Одно из них — это моделирование сильных взаимодействий элементарных частиц (моделирование квантовой хромодинамики) с использованием численного метода Монте-Карло. Стоит отметить, что в использовании этого метода мы находимся на передовых позициях в мире. Второе — это применение этого же метода для исследования систем физики твердого тела, в частности, графена, а также топологических изоляторов. И третье направление, которое имеет самое непосредственное отношение к задачам Школы биомедицины — это моделирование процесса образования белковых молекул (протеинов) — совершенно новая для нас, но очень перспективная для медицины область, — подчеркнул Виталий Борняков.
Все эти задачи в большей мере относятся к фундаментальным научным исследованиям. Тем не менее, ученый уверен, что моделирование образования белковых молекул имеет большое значение и для практической медицины. Он отметил, что сегодня существует гипотеза о том, что болезнь Альцгеймера, например, непосредственно связана с неправильным сворачиванием молекул белка в организме человека.
— Мы попытаемся разработать метод, который позволит моделировать образование очень сложных белковых молекул, для изучения которых существующие методы не пригодны. В случае успешной разработки такого метода мы надеемся получить результаты, которые сначала будут крайне полезными для ученых, а затем, после их экспериментального подтверждения, будут выработаны рекомендации и для практической медицины, — прогнозирует исследователь.
В ближайшие два-три года ученым предстоит проделать большую работу по запуску новой лаборатории. Планируется, что ее технической базой в ДВФУ станет один из лучших суперкомпьютеров, способный выполнять 25х10 в 12 степени операций в секунду. Сотрудники лаборатории, среди которых аспиранты и выпускники ДВФУ и несколько совместителей из ИТЭФ, намерены ежегодно публиковать не менее пяти статей в высокоцитируемых научных журналах, а также представлять результаты своих исследований на крупных международных конференциях. Задачи проекта будут выполняться в сотрудничестве с зарубежными коллегами из Германии (ФАИР, Университеты Берлина и Регенсбурга), Японии (Университет Киото, Научный центр Чиба), Франции (Университет Тура) и Голландии (Университет Ноймегена).
Как отметил Виталий Борняков, результаты, полученные при реализации проекта, могут быть успешно использованы в таких приоритетных областях, как исследование магнитных и поляризационных явлений, моделирование сложных систем, молекулярная динамика и физика живой материи, а также в специальных проектах, которые выполняются в рамках Программы развития ДВФУ — «Фармакология», «Ядерные технологии» и «Ядерная медицина».
