Prelegenci

• EN: This page is not translated to English.

Informacje o prelegentach, wg kolejności wystąpień.

Dzień I

prof. Grzegorz Chałasiński, dr Marek Michalewicz

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

09:00-09:20

Powitanie

dr hab. Krzysztof Rządca, prof. UW

Uniwersytet Warszawski, Google

09:20-09:50

Krzysztof Rządca jest profesorem w Instytucie Informatyki UW oraz naukowcem danych (data science lead) w Google. W 2004 roku ukończył Politechnikę Warszawską. W 2008 roku doktoryzował się wspólnie na Politechnice w Grenoble i w Polsko-Japońskiej Wyższej Szkole Technik Komputerowych. Podczas studiów doktoranckich był stypendystą rządu francuskiego (program co-tutelle). W latach 2008-2010 pracował jako post-doc w Nanyang Technological University (NTU) w Singapurze. Uzyskał granty z Narodowego Centrum Nauki, Fundacji na rzecz Nauki Polskiej oraz z Google'a. Pracuje nad alokacją zasobów i szeregowaniem w systemach rozproszonych dużej skali, takich jak superkomputery i chmury obliczeniowe.

Abstrakt

Pan tu nie stał! Nauka, praktyka i zdrowy rozsądek w superkomputerowych systemach kolejkowych

Dlaczego moje zadanie ciągle czeka w kolejce? I dlaczego, wysyłając je, muszę podać nie tylko ilość maszyn, ale również szacować czas trwania moich obliczeń?

Dostęp do ogromnych mocy obliczeniowych współczesnych superkomputerów regulowany jest przez systemy kolejkowe: oprogramowanie planistów, które odpowiada za kolejkowanie wysłanych przez nas zadań, oraz za przypisanie zadaniom konkretnych maszyn (węzłów superkomputera). Podczas prezentacji opowiem o podstawowych algorytmach używanych przez planistów; poradzę, co robić, by czekać jak najkrócej (i dobrze żyć z administratorami!); oraz przedstawię kilka ciekawych kierunków badań współczesnych planistów - badań łączących algorytmikę, badania operacyjne, systemowe i analizę danych.

dr Piotr Setny

Uniwersytet Warszawski

09:50-10:05

Piotr Setny jest kierownikiem Laboratorium Modelowania Biomolekularnego w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego (https://biomod.cent.uw.edu.pl). Jest absolwentem Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego oraz Wydziału Fizyki UW, gdzie uzyskał również tytuł doktora. W obszarze jego zainteresowań leżą oddziaływania pomiędzy środowiskiem wodnym i molekułami biologicznymi oraz rozwój metod ich opisu, badanie zależności pomiędzy strukturą, dynamiką i funkcją białek, jak również oddziaływanie peptydów z błonami lipidowymi.

Abstrakt

Oddziaływanie peptydów fuzyjnych wirusa grypy z błonami lipidowymi

Grypa pozostaje jednym z głównych ogólnoświatowych zagrożeń epidemicznych. Wniknięcie wirusa grypy do komórki gospodarza wymaga fuzji ich błon lipidowych. Wiadomo, że proces ten inicjowany jest przez tzw. peptydy fuzyjne wirusa, ale molekularne podstawy ich funkcjonowania pozostają niezbadane. Ich poznanie jest istotne zarówno z punktu widzenia ogólnych badań nad procesem fuzji błon jak również może otworzyć drogę dla nowych strategii terapeutycznych. W trakcie wykładu przedstawione zostaną wyniki symulacji komputerowych mających na celu zbadanie sposobu oddziaływania peptydów fuzyjnych z błonami lipidowymi, ustalenie mechanizmu prowadzącego do inicjacji fuzji błon oraz wyjaśnienie w jaki sposób specyficzne mutacje aminokwasowe w obrębie peptydów prowadzą do utraty ich zdolności fuzyjnych.

dr Stanisław Dunin-Horkawicz

Laboratorium Bioinformatyki Strukturalnej w Centrum Nowych Technologii

10:05-10:20

Stanisław Dunin-Horkawicz jest kierownikiem Laboratorium Bioinformatyki Strukturalnej w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego (https://lbs.cent.uw.edu.pl). Ukończył studia na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, pracę magisterską realizował w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, a tytuł doktora został mu nadany przez Uniwersytet w Tybindze. Jego głównym obszarem zainteresowań jest ewolucja struktur białkowych oraz rozwój i zastosowanie metod uczenia maszynowego służących do ich badania.

Abstrakt

Sequence-structure relationships in highly-regular proteins

W trakcie swojej prezentacji przedstawię prace realizowane m.in. dzięki grantom obliczeniowym Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Obliczeniowego. W szczególności skupię się na rozwijanych w naszym zespole narzędziach opartych o techniki uczenia maszynowego (SVM, Deep Learning) służących do przewidywania właściwości strukturalnych białek na podstawie ich sekwencji oraz na tym, w jaki sposób narzędzia te mogą być wykorzystywane w celu lepszego zrozumienia, w jaki sposób sekwencja determinuje strukturę białka.

dr Anna Karnkowska

Instytut Biologii Ewolucyjnej, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski

10:20-10:35

Anna Karnkowska jest adiunktem w Instytucie Biologii Ewolucyjnej na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Ukończyła studia i obroniła pracę doktorską na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, a następnie rozwijała swoje zainteresowania badawcze w trakcie staży na Uniwersytecie Karola w Pradze (2013-2015) i Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver (2016). Aktualnie kieruje grupą badawczą, która zajmuje się ekologią, ewolucją i genomiką mikroorganizmów eukariotycznych.

Abstrakt

Genomika i metagenomika mikroorganizmów eukariotycznych

W swojej prezentacji przedstawię wyzwania i możliwości w badaniach genomicznych i metagenomicznych mikroorganizmów eukariotycznych, które realizujemy między innymi z wykorzystaniem zasobów obliczeniowych Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Obliczeniowego. Skupię się na ścieżkach postępowania, które wykorzystujemy do analizy danych genomowych, aby lepiej zrozumieć ewolucję komórki eukariotycznej, a w szczególności ewolucję organelli endosymbiotycznego pochodzenia. Drugim omawianym kierunkiem badań będą rozwijane w naszym zespole narzędzia i podejścia umożliwiające analizę danych metagenomowych, które mają na celu identyfikację taksonomiczną i funkcjonalną mikroorganizmów eukariotycznych i zrozumienie ich roli w ekosystemach wodnych.

prof. dr Wiesław Nowak

Uniwersytet Mikołaja Kopernika

10:35-10:50

Prof. dr Wiesław Nowak ukończył studia z chemii teoretycznej na UMK, doktorat uzyskał z fizyki teoretycznej w 1989 roku w Instytucie Fizyki UMK. W roku 2000 habilitował się w dziedzinie nauk fizycznych, dyscyplinie biofizyka molekularna, zaś w roku 2009 został profesorem. Odbył staże długoterminowe w UIC (Chicago, USA), Duke Univ. (USA), Ecole Polytechnique (Francja), Kyoto University (JSPS Fellow) oraz wiele wizyt w różnych ośrodkach naukowych. Jest współautorem ok 100 publikacji. Obecnie jest kierownikiem Katedry Biofizyki Instytutu Fizyki UMK w Toruniu oraz dyrektorem Szkoły Doktorskiej AST UMK. Zajmuje się głównie modelowaniem białek o znaczeniu medycznym oraz białek fotoaktywnych , obliczeniami kwantowochemicznymi, nanomechaniką białek i technikami spektroskopii sił AFM. Od 20 lat organizuje międzynarodowe warsztaty „BioInformatics in Toruń” (BIT). Należy do Biophysical Society, Polskiego Towarzystwa Fizycznego, Polskiego Towarzystwa Bioinformatycznego i Polskiego Towarzystwa Biofizycznego.

Abstrakt

Badania metodami dynamiki molekularnej struktury kanału potasowego Kir6.2/SUR1 odpowiedzialnego za wydzielanie insuliny

Cukrzyca jest chorobą trapiącą miliony ludzi na świecie, szacuje się, że co dziesiąty Warszawiak ma problemy związane z metabolizmem cukrów. W cukrzycy typu II zaburzone jest wydzielanie insuliny z komórek beta trzustki w odpowiedzi na podwyższony poziom glukozy we krwi. Ważnym elementem szlaku sygnałowego jest regulowane otwieranie/zamykanie dużego kanału potasowego Kir6.2/SUR1, odbywające się z udziałem ATP/ADP. Mechanizm działania i sterowania tego kanału nie jest znany. W projekcie zbudowaliśmy model pełnowymiarowy kompleksu 4x(Kir6.2+SUR) i wykonaliśmy symulacje dynamiki molekularnej tego układu (1 300 000 atomów) w skali 200 ns, korzystając z superkomputera OKEANOS. Na mniejszym modelu 4xKir6.1+1SUR1 poznaliśmy jakie zmiany strukturalne towarzyszą przejściom of formy otwartej do zamkniętej oraz jaką rolę odgrywa specyficzny ogon części Kir6.2 kanału oddziałujący z wnęką na powierzchni SUR1 [1]. Bardzo zaawansowane są badania dynamiki leków fotoaktywnych, zawierających azobenzen a imitujących działanie sulfonomoczników (JB253), zadokowanych do specyficznego miejsca w części SUR1 badanego układu. Dzięki pełnoatomowemu modelowaniu dynamiki SUR1/lek (234 000 atomów, program GROMACS, pole siłowe CHARMM36, własne parametry) w skali 2.5 μs uzyskano po raz pierwszy unikatowe dane na temat mechanizmu działania ważnych leków przeciwcukrzycowych. Poznano strukturalne determinanty wydzielania insuliny. Wyniki projektu są zachęcające i mają charakter ogólny, gdyż pokazują jak modelowanie może być wykorzystane w fotofarmakologii.
Podziękowania: We acknowledge financial support by the National Science Center grant 2016/23/B/ST4/01770. This research was carried out with the support of the Interdisciplinary Centre for Mathematical and Computational Modelling (ICM) University of Warsaw under grant nr GA76-10.

[1] K. Walczewska-Szewc, W. Nowak, Structural Determinants of Insulin Release: Disordered N-Terminal Tail of Kir6.2 Affects Potassium Channel Dynamics Through Interactions With Sulfonylurea Binding Region in a SUR1 Partner, J. Phys. Chem. B, 124, (29) (2020) 6198-6211.

TBD

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

10:50 11:05

Abstrakt

Student Claster Competition

https://icm.edu.pl/en/warsaw-team-2019-route-en/

11:05-11:30 PRZERWA

dr Michał Boniecki

Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej

11:30-11:45

Od lat związany z laboratorium prof. Janusza Bujnickiego w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie. Jego praca skupiała się przede wszystkim na opracowywaniu metod do modelowania trójwymiarowego i symulacji biocząsteczek, w tym białek, RNA oraz kompleksów RNA-białko. Jego największym osiągnięciem ostatnich lat było opracowanie metody do modelowania RNA o nazwie SimRNA, która plasuje się wśród najlepszych istniejących metod do modelowania struktury przestrzennej RNA. Był wykonawcą grantu ERC prof. Bujnickiego. W roku 2017 dostał grant NCN Opus, w kategorii ST-6, który był na pierwszy na liście rankingowej w tamtym konkursie. Grant dotyczył implementacji nowatorskiego pomysłu umożliwiającego poprawę precyzji przewidywań tzw. parowań niekanonicznych pomiędzy zasadami nukleinowymi w strukturach RNA. W ramach doktoratu pod kierunkiem prof. Andrzeja Kolińskiego opracował metodę do modelowania struktury białka o nazwie Refiner. W czasie studiów doktoranckich odbywał staże w ramach współpracy z laboratorium prof. J. Skolnicka w Stanach Zjednoczonych. Studiował na Uniwersytecie Warszawskim w trybie Międzywydziałowych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych. Dodatkowe zainteresowania to muzyka, grafika, prezentacja sceniczna, tłumaczenie zagadnień, popularyzacja nauki. Nagroda Specjalna Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego w konkursie FameLab 2019.

Abstrakt

Gruboziarniste metody do modelowania struktury przestrzennej RNA i kompleksów RNA-białko.

Zagadnienia przewidywania i symulacji trójwymiarowej struktury biocząsteczek należą do największych wyzwań bioinformatyki strukturalnej. Jednym z nurtów jest zastosowanie metod opartych o funkcje energii (pola siłowe), które wiążą aspekty strukturalne z wartością energii (potencjalnej / swobodnej). Funkcja energii wraz z mechanizmem próbkowania przestrzeni konformacyjnej „prowadzi” symulację, w kierunku globalnego minimum energii, które powinno odpowiadać minimum energii dla danego układu molekularnego. Nawet nieduże układy molekularne (biocząsteczki lub ich kompleksy, wraz z otoczeniem) składają się z tysięcy atomów. W celu redukcji złożoności obliczeniowej, zmniejszenia liczby stopni swobody tworzy się modele uproszone. W ostatnich latach opracowaliśmy sprytny model uproszczony, który pomimo uproszczeń, pozwala na modelowanie RNA ze znaczną precyzją. Zostało to osiągnięte przez zastąpienie sztywnych fragmentów układu (zasad nukleinowych) przez 3 atomy, na których oparte są lokalne układy współrzędnych, które z kolei rozpinają trójwymiarowe siatki zawierające oddziaływania z daną grupą chemiczną. Metoda ta została nazwana SimRNA. Zastosowane podejście pozwoliło na wyprowadzenie statystycznej funkcji energii, która modeluje oddziaływania całych (sztywnych) grup chemicznych, zawierających informacje o wszystkich atomach danej grupy, pomimo tego, że są one reprezentowane przez 3 punkty/atomy. Jako metodę próbkowania zastosowaliśmy metodę Monte Carlo. Sprawdzone pomysły zastosowaliśmy również w metodzie do modelowania kompleksów RNA-białko. Parametryzacja oddziaływania RNA-białko została uzyskana przez umieszczenie lokalnych układów współrzędnych, jak również trójwymiarowych siatek zawierających oddziaływania, na atomach łańcucha głównego RNA oraz zasadach nukleinowych, w kontekście oddziaływania RNA-białko. Opracowane metody pozwalają na symulację i przewidywanie struktury RNA oraz kompleksów RNA białko, w tym dokowanie ze zmianą konformacji (tzw. giętkie dokowanie).

dr Joanna Panecka-Hofman

Uniwersytet Warszawski

11:45-12:00

Abstrakt

Dynamika oddziaływań homotetramerycznego enzymu reduktazy pterydynowej 1 z wybranymi ligandami.

Reduktaza pterydynowa 1 (PTR1) jest enzymem występującym u chorobotwórczych świdrowców, którego inhibicja jest jednym z ostatnio rozwijanych kierunków projektowania leków. Z drugiej strony wiadomo, że dynamika enzymów jest bardzo istotna dla ich funkcji. Mimo istnienia badań strukturalnych dotyczących PTR1, dynamika tego enzymu w kontekście jego oddziaływań z substratami i lekami jest słabo poznana na poziomie molekularnym. Poza tym, są pewne dane wskazujące na znaczenie allosterii dla funkcji PTR1. Aby to zbadać, przeprowadzono symulacje dynamiki molekularnej i przyspieszonego próbkowania kompleksów enzymu PTR1 z substratami, produktami reakcji enzymatycznej i inhibitorem metotreksatem. Analiza dotychczas dostępnych danych wskazuje na pewne różnice w konformacjach miejsc wiążących homotetramerycznego enzymu w zależności od rodzaju ligandu i poziomu zapełnienia tych miejsc ligandami.

dr Nithin Chandran

International Institute of Molecular and Cell Biology in Warsaw

12:00-12:15

Dr Nithin Chandran is a postdoc at the Laboratory of Bioinformatics and Protein Engineering (Bujnicki Lab), International Institute of Molecular and Cell Biology in Warsaw. His main area of research is the study of protein-RNA complexes and RNAs by computational analysis. He currently works in the NCN MAESTRO grant on 'Integrative modeling and structure determination of macromolecular complexes comprising RNA and proteins.' He did his Ph.D. in Bioinformatics and Computational Biology from the Indian Institute of Technology Kharagpur, India. His Ph.D. studies were on 'sequence and structural analysis of RNAs and their interactions with proteins.'

Abstrakt

Modeling of RNA and RNA-protein complexes

Three-dimensional structures of RNA and RNA-protein complexes (RNPs) provide essential insights into the molecular mechanisms of their functions and interactions. Using the computing facilities, we modeled the structured elements in the SARS-CoV-2 genome to identify druggable pockets on SARS-CoV-2 RNA. Besides, the resources were used to model and study the dynamics of constrained peptides binding to pre-miR21, mimics viral suppressor, and are useful for designing bioactive RNA-targeting ligands. Moreover, we also studied the interactions of G-quadruplexes with the Platform-PAZ-Connector helix cassette of human Dicer, the region responsible for anchoring microRNA precursors (pre-miRNAs).

mgr Joanna Miszkiewicz

Centrum Nowych Technologii, Uniwersytet Warszawski

12:15-12:30

Joanna Miszkiewicz jest doktorantką w Centrum Nowych Technologii UW w Laboratorium Maszyn Biomolekularnych prowadzonym przez prof. Joannę Trylską. Mgr Miszkiewicz ukończyła studia o specjalizacji biofizyka molekularna na Wydziale Fizyki UW. W projekcie doktorskim rozwija nową, potencjalną strategię przeciwbakteryjną z wykorzystaniem RNA. Łączy metody eksperymentalne i obliczeniowe. Jest laureatką grantu Preludium z Narodowego Centrum Nauki.

Abstrakt

Odtworzenie eksperymentalnej krzywej topnienia dupleksów RNA metodą dynamiki molekularnej

Dynamika molekularna stanowi ważne narzędzie do przewidywania zmian konformacyjnych biomolekuł. Symulacje dynamiki molekularnej są wykonywane przeważnie w temperaturach pokojowych lub 37°C, gdyż parametry pól siłowych zostały opracowane dla takiego zakresu temperatur. Jednak w niektórych doświadczeniach celowo zwiększa się lub zmniejsza temperaturę badanej próbki, aby otrzymać własności termodynamiczne układu, np. badanie przebiegu topnienia dupleksów kwasów rybonukleinowych (RNA) i peptydonukleinowych (PNA). Jeśli chcielibyśmy projektować sekwencje, które będą odpowiednio zmieniać strukturę w zależności od temperatury to musimy potrafić symulować takie zjawiska. Celem projektu było jakościowe odtworzenie otrzymanych z eksperymentów przeprowadzonych w Laboratorium Maszyn Biomolekularnych krzywych topnienia dupleksów zawierających RNA i PNA rozszerzając tym samym możliwości zastosowania dynamiki molekularnej w podwyższonych temperaturach. Przeprowadzając symulacje w reprezentacji pełnoatomowej i w różnych temperaturach sprawdziliśmy, czy zaprojektowane układy docelowo zwiększają podobieństwo ich krzywych topnienia do wyników eksperymentalnych, a następnie zanalizowaliśmy liczbę wiązań wodorowych i oddziaływania stackingowe w funkcji temperatury.

dr Silvio Osella

Centre of New Technologies, University of Warsaw

12:30-12:45

Silvio Osella is an assistant professor at the Centre of New Technologies, University of Warsaw, in the Chemical and Biological Systems Simulation Lab headed by dr hab Bartosz Trzaskowski. He obtained his PhD in 2014 at the University of Mons (Belgium) under the supervision of prof. David Beljonne. His research focuses on the computational study of the opto-electronical properties of graphene and its derivatives (i.e. Nanoribbons, Nanoclusters) and of photoswitchable and fluorophore molecules when (but not limited to) inserted into biological environments. Three main research lines are followed. The first concern the study of fluorophores embedded in lipid membranes and proteins, the second on the formation and study of hybrid organic-biological materials that can be of interest for bio-organic electronics, and the third the study of low dimensional materials based on carbon for organic electronics applications.

Abstract

Rational Design of Bio-Organic Systems for Biomimetic Applications

In recent years, research effort has been devoted to the generation of hybrid materials which change the electronic properties of one constituent by changing the optoelectronic properties of the other one. The most appealing and commonly used approach to design such novel materials relies on combining organic materials or metals with biological systems like redox-active proteins. Such hybrid systems can be used e.g. as bio-sensors, bio-fuel cells, biohybrid photoelectrochemical cells and nanosctuctured photoelectronic devices. Although experimental efforts have already resulted in the generation of a number of hybrid bio-organic materials, the main bottleneck of this technology is the formation of a stable and efficient (in terms of electronic communication) interface between the biological and the organic/metal counterparts. In particular, the efficiency of the final devices is usually very low due to two main problems related to the interfacing of such different components: charge recombination at the interface and the high possibility of losing the function of the biological component, which leads to the inactivation of the entire device. Here, we present a multiscale computational design which allows the study of complex interfaces for stable and highly efficient hybrid materials for biomimetic application, consisting of single layer graphene (SLG) as organic material/metal and small light harvesting protein complex as biological counterpart, linked together via a self-assembly monolayer (SAM), in order to create novel biomimetic materials for solar-to-fuel, bio-transistors or bioorganic electronic applications.

12:45-13:30 PRZERWA

dr hab. Adam Sieradzan, prof UG

Uniwersytet Gdański

13:30-13:45

Adam Sieradzan jest profesorem uczelni pracującym na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego, tam też zrobił doktorat w 2013 roku i habilitował się w 2019. W 2014 roku odbył staż podoktorski w Uppsala University. Oprócz stażu podoktorskiego odbył liczne staże krótko terminowe w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Brazylii i Korei Południowej. Wielokrotnie uzyskał finansowanie na badania z Narodowego Centrum Nauki i był Stypendystą MNiSW oraz Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Prowadzi badania nad dynamiką i zwijaniem białek oraz kwasów nukleinowych.

Abstrakt

Wprowadzanie błony lipidowej do gruboziarnistego pola siłowego UNRES

Błony lipidowe odgrywają ważną rolę w wielu procesach biologicznych. Są one odpowiedzialne m.in. za magazynowanie energii, ochronę od świata zewnętrznego czy nadawanie odpowiedniego kształtu komórkom. Komórki komunikują się ze światem zewnętrznym za pomocą białek umieszczonych w błonie. Badanie tych białek eksperymentalnie jest niezwykle skomplikowane, z pomocą przychodzą metody teoretyczne, obliczeniowe. W prezentacji opowiem, jak rozwinęliśmy program do symulacji białek (UNRES) w reprezentacji gruboziarnistej, sparametryzowaliśmy go by móc symulować białka błonowe oraz użyliśmy do badani białka wirusa opryszczki.

mgr Paweł Gora

13:45-14:00

Uniwersytet Warszawski

Doktorant informatyki i nauczyciel akademicki na Wydziale Matematyki, Informatyki i Mechaniki Uniwersytetu Warszawskiego. Interesuje się nowymi technologiami (np. sztuczna inteligencja, informatyka kwantowa) oraz ich zastosowaniami, m.in. w transporcie, medycynie i e-commerce. Jest twórcą i liderem grupy badawczej TensorCell zajmującej się optymalizacją złożonych procesów (m.in. ruchu drogowego, leczenia nowotworu) oraz twórcą programu do symulacji i analizy ruchu drogowego Traffic Simulation Framework. Autor prac naukowych publikowanych na najlepszych konferencjach informatycznych i transportowych (m.in. NeurIPS, MT-ITS), jego prace było wielokrotnie cytowane i nagradzane, m.in. nagrodami "LIDER ITS" w 2015 i 2017 roku za najlepszą w Polsce pracę badawczo-rozwojową w obszarze inteligentnych systemów transportowych, "Doktoraty dla Mazowsza", "Nowoczesny Uniwersytet". W 2017 roku został wyróżniony w gronie "Top 10 Polish Talents" w konkursie "MIT Innovator Under 35" oraz znalazł się na liście "New Europe 100" w gronie 100 wybitnych innowatorów w Europie Wschodniej. W przeszłości pracował jako inżynier i naukowiec m.in. w Microsoft, Google, CERN i IBM Research. Obecnie współpracuje jako mentor/doradca z polskimi startupami, m.in. Broomee Technologies. Współorganizuje cykl spotkań Warsaw.ai oraz Warsaw Quantum Computing Group, jest również członkiem Rady ds. Cyfryzacji oraz przedstawicielem Polski w Komitecie Zarządzającym akcji COST WISE-ACT dotyczącej badania wpływu w dużej skali pojazdów autonomicznych i komunikujących się. Zajmuje się również wspieraniem edukacji i badań w obszarze nowych technologii (przede wszystkim AI i informatyki kwantowej) w ramach inicjatyw QWorld i QPoland oraz "Fundacji Quantum AI", której jest Fundatorem i Prezesem.

Abstrakt

Optymalizacja leczenia nowotworu

Podczas prezentacji przedstawię techniki obliczeniowe stosowane w modelowaniu rozwoju guzów linii komórkowej EMT6/Ro i w poszukiwaniu optymalnych wielodniowych protokołów radioterapeutycznych. Oryginalny model (wykorzystujący automaty komórkowe), zaimplementowany w programie MATLAB, został ponownie zaimplementowany przy użyciu języka C++. Dodatkowo obliczenia zostały zrównoleglone przy wykorzystaniu kart graficznych, co pozwoliło na znaczne przyspieszenie symulacji i umożliwiło przeszukiwanie znacząco większej, wieloparametrowej przestrzeni możliwych protokołów. Ponadto, w ramach ponownej implementacji algorytmów genetycznych zdefiniowaliśmy nowe operatory selekcji, krzyżowania i mutacji, dostosowane do przeszukiwania zwiększonej przestrzeni stanów. Rozwiązania te zaowocowały uzyskaniem 760-krotnego przyspieszenia wykonywania obliczeń w architekturze ICM w porównaniu z architekturą oryginalnego modelu oraz umożliwiły znajdowanie bardziej efektywnych (o ok. 6-8% w stosunku do tych wyznaczonych we wcześniejszych badaniach) protokołów radioterapii. Pod koniec prezentacji omówię istniejące wyzwania i przyszłe kierunki badań.

lic. Michał Jagielski

14:00-14:15

Uniwersytet Warszawski

Specjalista badawczo-techniczny w Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. Z zasobów ICM korzysta w celu ukończenia pracy magisterskiej na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego w dziedzinie hydrodynamiki kwantowej.

Abstrakt

Modelowanie nadciekłej turbulencji na maszynie wektorowej NEC

Interesującym aspektem ośrodków nadciekłych jest dynamika zdyskretyzowanych wirów. W najprostszy sposób ośrodek taki można modelować równaniem Grossa-Pitajewskiego w którym układ opisujemy pojedynczą zespoloną funkcją falową kondensatu. Do modelowania turbulencji potrzebne są duże siatki obliczeniowe. Przy regularnych siatkach istnieje możliwość zwektoryzowania obliczeń. W tym projekcie testowano architekturę NEC Tsubasa dla symulacji układów wirowych w ośrodkach nadciekłych. Wyniki symulacji poddane zostaną analizie pod kątem geometrii i topologii krzywych wirowych.

dr Łukasz Górski

Adiunkt w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

14:15-14:30

Adiunkt w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego. Doktor nauki technicznych w dyscyplinie informatyka (2017), doktor nauk społecznych w dyscyplinie nauki prawne (2019). Odbył kilka krótkoterminowych pobytów naukowych (Wolny Uniwersytet w Berlinie oraz Uniwersytet w Stuttgarcie). W swoich badaniach zajmuje się programowaniem równoległym i rozproszonym, w szczególności zastosowaniem modelu PGAS w obliczeniach naukowych - w ramach tych prac otrzymano zespołowo nagrodę HPC Challenege Class II Award for Code Elegance (konferencja Supercomputing w 2014 r.); prowadzi również prace naukowe związane z informatyką prawniczą. Obecnie współpracuje z zespołem badawczym symulującym przebieg epidemii COVID-19 w Polsce.

Abstrakt

Wyjaśnialność i modele językowe w informatyce prawniczej

Celem omawianych prac badawczych było zbadanie właściwości różnych modeli językowych (word2vec i BERT) w zastosowaniach związanych z informatyką prawniczą, zwłaszcza w kontekście wyjaśnialności. W tym celu wykorzystano modele wytrenowane na zbiorach danych o charakterze ogólnym (np. wikipedia), jak i specjalistycznym (baza orzecznictwa amerykańskich sądów - system Courtlistener) oraz przeanalizowano ich wpływ - z wykorzystaniem metody GradCAM - na predykcje konwolucyjnej sieci neuronowej. Wykorzystano następujące zbiory danych jako przedmiot klasyfikacji: h VetClaims-JSON (https://github.com/LLTLab/VetClaims-JSON; klasyfikacja ról retorycznych, jakie pełnią poszczególne zdania w uzasadnieniach decyzji dotyczących spraw weteranów) oraz Statury Interpretation Data set (https://github.com/jsavelka/statutory_interpretation; przydatność poszczególnych fragmentów orzeczeń dla wykładni zadanego przepisu prawa). W trakcie wystąpienia omówiony zostanie proces treningu (przeprowadzony z wykorzystaniem klastra GPU rysy) oraz uzyskane wyniki i wprowadzone metryki porównawcze.

dr Piotr Śpiewak

Politechnika Warszawska

14:30-14:45

Dr inż. Piotr Śpiewak, ekspert w zakresie modelowania materiałów funkcjonalnych z 8-letnim doświadczeniem badawczo-rozwojowym w przemyśle (Umicore Electro-Optic Materials) i 10-letnim doświadczeniem w realizacji akademickich projektów badawczych (Politechnika Warszawska). Obecnie pracuje na Wydziale Inżynierii Materiałowej PW oraz Centrum Cyfrowej Nauki i Technologii UKSW. Jego praca koncentruje się na materiałach dla energii odnawialnej (fotowoltaika i termoelektryka), w szczególności zajmuje się badaniami struktury elektronowej i dynamiki defektów punktowych w materiałach półprzewodnikowych, mikrodefektach, właściwościach transportowych, inżynierii cieplnej elektroniki wysokiej mocy oraz modelowaniu wieloskalowym.

Abstrakt

Modelowanie ab initio właściwości transportowych w materiałach termoelektrycznych z wykorzystaniem funkcjonałów hybrydowych

Modelowanie zjawiska transportu elektronów w ciałach stałych jest niezbędne do oszacowania tzw. współczynnika efektywności materiałów termoelektrycznych, zdefiniowanego jako ZT = σS2T/k, gdzie σ to przewodnictwo elektryczne, S współczynnik Seebecka, T temperatura bezwzględna i k przewodność cieplna. Zadanie to realizowane jest poprzez rozwiązanie równania transportu Boltzmanna w oparciu o strukturę elektronową wyznaczoną w ramach teorii funkcjonałów gęstości (DFT - ang. Density Functional Theory). Standardowy algorytm wyznaczania właściwości transportowych elektronów opiera się na obliczeniu struktury elektronowej w programie VASP (lub innym programie DFT) na bazie, której przeprowadzane są obliczenia współczynnika Seebecka, przewodności elektrycznej oraz elektronowej przewodności cieplnej w programie BoltzTraP. W przypadku funkcjonałów hybrydowych, konieczność uwzględnienia sprzężenia spin-orbita wraz z problematycznym wyznaczaniem wartości własnych Hamiltonianu w obliczeniach hybrydowych okazały się niemożliwe do wykonania dla gęstych siatek całkowania (powyżej 216 punktów całkowania w superkomórce zawierającej 64 atomy). Problem ten został rozwiązany poprzez możliwość transformacji funkcji Blocha na funkcje Wanniera. Obliczenia właściwości transportowych elektronów łatwiej jest wykonać w tzw. „dokładnym modelu ciasnego wiązania” wyznaczonym w programie Wannier90 z obliczeń DFT w przybliżeniu hybrydowym.

14:45-15:15 PRZERWA

Abstrakt

He w Fe

15:15 15:30

Marcin Zemła jest doktorantem na Wydziale Inżynierii Materiałowej PW, gdzie zajmuje się modelowaniem oddziaływania helu z granicami ziaren w stopach Fe-Cr. Nad swoim doktoratem pracuje pod opieką prof. Tomasza Wejrzanowskiego oraz dra Jana Wróbla. W ramach pracy magisterskiej na Wydziale Fizyki UW, pod opieką prof. Jacka Majewskiego, bada właściwości struktur hybrydowych złożonych z dwuwymiarowych materiałów (np. grafenu) oraz jednomolekułowych magnesów. W swoich badaniach stosuje obliczenia w ramach teorii funkcjonału gęstości (DFT) oraz symulacje Dynamiki Molekularnej (MD) i Monte Carlo (MC). W wolnych chwilach czyta książki (najczęściej o historii nauki oraz pop-naukowe) i wychowuje swoją suczkę golden retrievera.

Działanie reaktora termojądrowego wymaga zastosowania materiałów odpornych na podwyższoną temperaturę, korozję helową i wodorową, czy napromieniowanie wysokoenergetycznymi neutronami. Szczególną uwagę należy zwrócić na segregację helu na granicach ziaren, bowiem ten proces prowadzi do powstania nanometrycznych pęcherzy helowych, co skutkuje kruchością oraz znacznym skróceniem żywotności takiego materiału. Empiryczne badanie tych procesów jest niezwykle trudne ze względu na skale atomową, w której zachodzi kinetyka tych reakcji, jak również ze względu na obecność nieuchwytnego dla większości metod helu. Dlatego, przy projektowaniu materiałów do takich zastosowań, ważne jest zrozumienie procesów zachodzących w strukturze krystalicznej.

Od połowy zeszłego wieku ludzkość z powodzeniem wykorzystuje elektrownie jądrowe, gdzie około 0,09% pierwotnej masy ciężkich jąder przekształcana jest w energię na drodze rozpadu. Kolejnym krokiem, na miarę XXI wieku, jest wykorzystanie lekkich pierwiastków w reakcji termojądrowej. Synteza termonuklearna, przekształcająca nawet ok. 1% masy w energię, jest przedmiotem badań od kilkudziesięciu lat.

Działanie reaktora termojądrowego wymaga zastosowania materiałów odpornych na podwyższoną temperaturę, korozję helową i wodorową, czy napromieniowanie wysokoenergetycznymi neutronami. Szczególną uwagę należy zwrócić na segregację helu na granicach ziaren, bowiem ten proces prowadzi do powstania nanometrycznych pęcherzy helowych, co skutkuje kruchością oraz znacznym skróceniem żywotności takiego materiału. Empiryczne badanie tych procesów jest niezwykle trudne ze względu na skale atomową, w której zachodzi kinetyka tych reakcji, jak również ze względu na obecność nieuchwytnego dla większości metod helu. Dlatego, przy projektowaniu materiałów do takich zastosowań, ważne jest zrozumienie procesów zachodzących w strukturze krystalicznej.

mgr Damian Sobieraj

Politechnika Warszawska

15:30-15:45

Damian Sobieraj jest doktorantem w Zakładzie Projektowania Materiałów na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. Pod opieką prof. Krzysztofa Kurzydłowskiego i dr Jana Wróbla bada właściwości stopów o wysokiej entropii łącząc metody eksperymentalne z obliczeniowymi.

Abstrakt

Modelowanie stabilności fazowej i właściwości stopów o wysokiej entropii

Stopy metali o wysokiej entropii (HEA – z ang. high entropy alloys) są nową klasą materiałów o wyjątkowej mikrostrukturze i właściwościach. Stopy te składają się z 4 lub więcej składników o zbliżonym stężeniu. Wysoka entropia konfiguracyjna (czyli duży stopień nieuporządkowania atomów) związana z obecnością różnych rodzajów pierwiastków hamuje tworzenie się kruchych faz międzymetalicznych i promuje nieuporządkowane wieloskładnikowe roztwory stałe, które posiadają unikalne właściwości. Ze względu na olbrzymią liczbę kombinacji zarówno doboru pierwiastków jak również ich stężeń, eksperymentalne przebadanie wszystkich kombinacji stopów jest niemożliwe. Celem przeprowadzonych badań było zrozumienie, przy użyciu modelowania ab-initio, w jaki sposób uporządkowanie atomowe, entropia konfiguracyjna oraz podstawowe właściwości stopów o wysokiej entropii z układu W-Ta-Ti-Cr-V zależą od stężeń poszczególnych pierwiastków oraz temperatury. Do przeprowadzenia symulacji wykorzystano metody DFT (z ang. Density Functional Theory), Cluster Expansion oraz Monte Carlo. Wykazano, iż połączenie tych metod może być z powodzeniem wykorzystane do modelowania stopów o wysokiej entropii, określania ich stabilności fazowej a także stopnia uporządkowania bliskiego zasięgu. Stopy W-Ta-Ti-V charakteryzowały się najniższą temperaturą zaniku uporządkowania bliskiego zasięgu – 700 K. Oznacza to, iż formują nieuporządkowany roztwór stały w najniższej temperaturze spośród wszystkich stopów z układu W-Ta-Ti-Cr-V [1]. Opracowany model wykorzystany został do analizy stopu W38Ta36Cr15V11, wytworzonego później za pomocą rozpylania magnetronowego i charakteryzującego się bardzo wysoką odpornością na promieniowanie [2]. Uzyskane wyniki prawidłowo przewidziały powstawanie wydzieleń Cr-V blokujących powstawanie defektów punktowych i pętli dyslokacyjnych, a także wskazały potencjalne źródła tych wyjątkowych właściwości stopu W38Ta36Cr15V11.

[1] D. Sobieraj , J. S. Wróbel, K. J. Kurzydłowski , T. Rygier, O. El-Atwani, A. Devaraj, E. Martinez, D. Nguyen-Manh, Chemical short-range order in derivative Cr-Ta-Ti-V-W high entropy alloys from the first-principles thermodynamic study, Physical Chemistry Chemical Physics, 2020

[2] O. El-Atwani, N. Li, M. Li, A. Devaraj, J. K. S. Baldwin, M. M. Schneider, D. Sobieraj, J. S. Wróbel, D. Nguyen-Manh, S. A. Maloy, E. Martinez, Outstanding radiation resistance of tungsten-based high-entropy alloys. Sci. Adv. 5, eaav2002, 2019

dr Franciszek Rakowski

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

15:45-16:15

Dr inż. Franciszek Rakowski, w latach 2005-2017 pracownik ICM UW. W pracy naukowo zajmował się kolejno: dynamiką molekularną biomolekuł, symulacjami rozprzestrzeniania się epidemii grypy, neurokognitywistyką i sztuczną inteligencją. W latach 2017-2020 pracował w centrum badawczo-rozwojowym Samsung jako główny specjalista w zespole AI. Obecnie jest kierownikiem projektu prowadzącego model epidemiologicznych ICM UW, prognozujący i analizujący epidemię COVID-19.

Abstrakt

Symulacje COVID-19 - model ICM

Model epidemiologiczny ICM UW, jest modelem agentowym, którego podstawą jest rekonstrukcja struktury socjo-demograficznej Polski. Na wykładzie omówię problemy które spotykamy przy tym procesie oraz korzyści jakie możemy szybko odnieść dzięki posiadaniu właśnie takiej reprezentacji. Następnie przejdę do omówienia bieżących i wariantowych prognoz które przygotowujemy. W tym zadaniu nieustannie doświadczamy problemów z brakiem oraz oraz często nieznaną wiarygodnością danych. Pokażę jaki to może mieć wpływ na przygotowywanie predykcji, oraz jak sobie z tym radzimy.

mgr Maciej Szpindler

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

16:15-16:30

Podsumowanie obliczeń w ICM w latach 2018-2020

Dzień II

Zespół Wsparcia Użytkowników

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

09:00-09:15

Jak rozszyfrować 2FA, NEC, singularity i inne czyli o nowościach w HPC ICM?

dr Yevgen Melikhov

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

09:15-09:30

Dr Yevgen Melikhov received his PhD degree from Charles University in Prague. He currently holds a position of a Researcher at Institute of Fundamental Technological Research Polish Academy of Sciences, here in Warsaw and a Lecturer at Cardiff University, Wales. His scientific interests are within the field of condensed matter (magnetics) and soft matter (fluid dynamics).

Abstrakt

Theoretical support to facilitate analysis of X-ray Absorption Spectroscopy data obtained for (Ga,Mn) as thin films

A potential simultaneous use of the ferromagnetic and semiconductors properties in spintronics has attracted a great interest to diluted magnetic semiconductors (DMS) with the most studied material being (Ga,Mn)As. With the optimized MBE growth and post growth annealing procedures nowadays (Ga,Mn)As layers have achieved the Curie temperature, TC, as high as about 200 K. This is remarkably high as for DMS, but still too low in view of potential application in spintronics devices. Studies on the influence of microstructure and its inhomogeneities upon material’s properties, as well as studies on transformation processes of local atomic structure around Mn ions which occur in (Ga,Mn)As during growth and post growth annealing should lead to an improved understanding of the microstructure evolution and could potentially lead to a further progress in reaching larger TC in (Ga,Mn)As. X-ray Absorption Spectroscopy is one of the essential tools to study local atomic/electronic structure and, with extended theoretical support, is widely used in scientific community. Here, the structural properties of (Ga,Mn)As system were investigated using an integrated approach that combines EXAFS spectroscopy and molecular dynamics (MD) simulations. A quantitative analysis of the Mn K-edge EXAFS spectrum of (Ga,Mn)As films has been carried out starting from the structural information on the system derived from the Quantum ESPRESSO calculations and MD simulation. This combined approach allows one to reduce the number of correlated model parameters required in the fitting of the experimental EXAFS data and to increase the reliability of the EXAFS data analysis that represents a non-trivial task when dealing with disordered systems.

dr Karolina Z. Milowska

University of Cambridge

09:30-09:45

Dr Karolina Z. Milowska uzyskała z wyróżnieniem tytuł magistra w zakresie fizyki doświadczalnej (materia skondensowana), a także tytuł magistra biofizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim, w 2008r. W grudniu 2013r. obroniła doktorat w zakresie nauk fizycznych w Instytucie Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Warszawskiego. Jej praca doktorska dotycząca funkcjonalizacji nanorurek węglowych i grafenu do zastosowań w kompozytach i nanourządzeniach została wyróżniona przez Radę wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Jej badania prowadzone podczas studiów doktoranckich w zakresie nanoelektroniki materiałów dwuwymiarowych zostały nagrodzone przez Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W 2012r. otrzymała jedną ze stu prestiżowych nagród, przyznanych we wszystkich dyscyplinach, za wybitne osiągnięcia. Swój pierwszy staż postdoktorski (lipiec 2013-wrzesień 2015) odbyła na Uniwersytecie w Monachium (Ludwig-Maximilians Universität München), gdzie była zaangażowana w modelowanie kontrolowanej samoorganizacji nanocząstek, procesów fotokatalitycznych, a także zjawisk optoelektronicznych. Następnie, w 2016r., dołączyła na krótko do Wydziału Materiałoznawstwa i Metalurgii na Uniwersytecie w Cambridge, aby badać własności termoelektryczne materiałów kompozytowych zawierających nanorurki węglowe i typowe metale. Od listopada 2017r. pracuje wraz z prof. Mike Payne'm nad niskowymiarowymi materiałami, głównie stosując metody ab-initio, w Grupie Teorii Materii Skondensowanej na Wydziale Fizyki (Cavendish Laboratory), na Uniwersytecie w Cambridge.

Abstrakt

Jak poprawić własności elektryczne przewodów opartych o nanorurki węglowe?

Nisko wymiarowe formy węgla, takie jak nanorurki węglowe czy grafen, w dalszym ciągu przyciągają wiele uwagi ze względu na swoje zadziwiające własności. Zaliczają się one do najwytrzymalszych, termicznie i elektrycznie najlepiej przewodzących materiałów na Ziemi. Jednakże, mimo upływu lat od ich odkrycia bądź eksperymentalnego udowodnienia ich istnienia, ich komercjalizacja nie dokonała się w pełni. Jest jeszcze wiele aspektów, które należy ustraprawnić bądź poprawić w celu pełnego wykorzystania własności tych materiałów. Włókna nanorurkowe, które są utworzone przez uporządkowane pojedyncze nanorurki są obecnie w wielu dziedzinach, a w szczególności w elektronice i inżynierii elektrycznej jako połączenia czy przewody elektryczne. W niniejszej prezentacji skupię się nad domieszkowaniem halogenami takich włókien w celu poprawy ich własności elektrycznych. Omówię również rolę płatków grafenowych w zwiększeniu ich przewodności.

[1] D. Janas, K. Z. Milowska, P.D. Bristowe, K.K.K. Koziol "Improving the electrical properties of carbon nanotubes with interhalogen compounds", Nanoscale, 9, 3212-3221 (2017),

[2] S. Lepak-Kuc, K. Z. Milowska, S. Boncel, M. Szybowicz, A. Dychalska, I. Jozwik, K. K. Koziol, M. Jakubowska, A. Lekawa-Raus, "Highly Conductive Doped Hybrid Carbon Nanotube-Graphene Wires", ACS App. Mater. Int., 11 (36), 33207-33220 (2019).

mgr Vadim Zhuravlev

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

09:45-10:00

Vadim Zhuravlev jest członkiem Laboratorium Aktywacji Małych Cząsteczek w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego prowadzonym przez dra Przemysława Malinowskiego. Jest laureatem Diamentowego Grantu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Z zasobów ICM korzystał dla napisania pracy magisterskiej na prowadzonym w ICM kierunku studiów Inżynieria Obliczeniowa.

Abstrakt

Obliczenia kwantowo-mechaniczne dla 250 milionów atomów dwutlenku tytanu

W trakcie prezentacji zostaną przedstawione wyniki obliczeń struktury elektronowej złożonych układów rutylu TiO(2-x) z dużą ilością wakansów tlenowych opartych na metodzie równania ruchu z użyciem funkcji Greena [1]. Podstawą przeprowadzonych obliczeń jest program, który był wcześniej używany na superkomputerach wektorowych wcześniejszych generacji, takich jak Cray-2, Cray C90, NEC SX-4 i innych, i pozwalał na przeprowadzenie tego typu obliczeń dla układów zawierających 10^6 atomów [2]. Po odpowiednich modyfikacjach uruchomiono ten program na najnowszej architekturze komputera wektorowego NEC SX-Aurora TSUBASA, który jest częścią klastra rysy ICM, przy czym największy układ, dla którego udało się przeprowadzić takie obliczenia na danym komputerze, zawierał 244.93 milionów atomów (co odpowiada próbce rutylu TiO2 o wymiarze 159.4 nm x 156.1 nm x 102.4 nm). Podczas prezentacji zostanie również krótko omówiona architektura NEC SX-Aurora TSUBASA i zaprezentowane ogólne założenia i implementacja stosowanej metody.

[1]. J. W. Halley, M. Michalewicz, N. Tit, Physical review. B, 1990, 41(14), 10165–10170

[2]. M. T. Michalewicz, P. Nyberg, Aust. J. Phys., 1999, 52, 919–27

dr Aleksandra Siklitskaya

Instytut Chemii Fizycznej PAN

10:00-10:15

Dr Siklitskaya defended her Ph.D. thesis on condensed matter physics in 2015, Ioffe Institute in St. Petersburg. She've been a visiting researcher in Loughborough University (Liecestershire, UK) and Institute of Material Chemistry(Strasbourg, France). Her scientific interests are: various allotropic forms of carbon and phase transitions between them, condensed matter physics and heterogeneous catalysis.

Abstrakt

Ab-initio insights into the CO2 adsorption

XXI century brings us to the era of computational heaven with its developed software and technologies. In my talk I would like to focus on the importance of building the relevant model based on theoretical physics and chemistry before setting up the computational experiments. This step allows to save incredible amount of energy and computational resourses. Ab-initio molecular dynamics is an incredible tool for getting a qualitative insight into the structural properties of the system as well as getting a first guess of a chemical reaction mechanism. We've checked the possible routes of CO2 sequestration into various materials including calcite and carbon spiroids.

dr Marcin Kryński

Politechnika Warszawska

10:15-10:30

Marcin Kryński jest adiunktem w Zakładzie Joniki Ciała Stałego na Wydziale Fizyki. Ukończył studia magisterskie i zdobył stopień doktora na Wydziale Fizyki PW, a następnie odbywał staże podoktorskie na Uniwersytecie w Cambridge oraz w Instytucie Fritza Habera w Berlinie. W pracy badawczej skupia się na klasycznym i kwantowym modelowaniu ciała stałego i na analizie procesów dyfuzji oraz przemian fazowych.

Abstrakt

Modelowanie właściwości elektrycznych przewodników jonów tlenu opartych na Bi2O3

Badania materiałów przewodzących jony tlenu związane są z rozwojem urządzeń elektrochemicznych takich jak ogniwa paliwowe SOFC, czujniki gazów, elektrolizery czy też pompy tlenu. Dalekozasięgowy transport jonów tlenu w ciele stałym jest zależny przede wszystkim od koncentracji luk tlenowych w materiale, ale także od ich dystrybucji w strukturze krystalicznej, ich porządkowania oraz oddziaływania z podsiecią kationową i anionową. W prezentacji zaprezentowane zostaną wyniki badań związków opartych na tlenku bizmutu, które z jednej strony charakteryzują się rekordowo wysokim przewodnictwem jonów tlenu, ale jednocześnie niepożądanymi przejściami fazowymi i niestabilnościami. Pełna charakteryzacja tego typu zjawisk wymaga zastosowania szerokiego spektrum zaawansowanych metod eksperymentalnych oraz modelowania komputerowego. Omówione zostaną wynik modelowania DFT w szczególności zagadnienia dynamiki jonów, lokalnego otoczenia jonów, dystrybucji jonów tlenu.

dr hab Wacław Kuś, prof. Pol.Śl.

Politechnika Śląska

10:30-10:45

Wacław Kuś jest pracownikiem Katedry Mechaniki i Inżynierii Obliczeniowej Politechniki Śląskiej. Jego prace skupiają się na rozwoju i zastosowaniach równoległych algorytmów optymalizacji w zagadnieniach z pogranicza mechaniki, biomechaniki i inżynierii materiałowej. Jest członkiem International Society for Structural and Multidisciplinary Optimization, Polskiego Towarzystwa Metod Komputerowych oraz American Institute of Aeronautics and Astronautics.

Abstrakt

Projektowanie materiałów 2D o zadanych własnościach mechanicznych

Materiały dwuwymiarowe zdobyły bardzo dużą popularność w ostatnich latach. Potrafimy je syntezować, wykorzystywać jako składniki kompozytów. Celem prezentacji jest przedstawienie metody projektowania materiałów dwuwymiarowych o nowej nanostrukturze a zarazem posiadających z góry założone własności materiałowe. Optymalizacja prowadzona jest w oparciu o wielopopulacyjne algorytmy optymalizacji, a wartości funkcji celu obliczane są z użyciem wyników zadań bezpośrednich rozwiązanych dynamiką molekularną. Zastosowana metoda optymalizacji wymaga rozwiązania bardzo dużej liczby zadań bezpośrednich, co byłoby niemożliwe z użyciem komputera PC. W przykładowych, przedstawionych podczas prezentacji obliczeniach, użyty został superkomputer Okeanos.

Administratorzy, Zespół Wsparcia Użytkowników

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

10:45-11:00

Sesja pytań i odpowiedzi

11:00-11:30 PRZERWA

dr Maciej Szudarek

Politechnika Warszawska

11:30-11:45

Maciej Szudarek zajmuje się metrologią przepływów i numeryczną mechaniką płynów. Jest asystentem w Instytucie Metrologii i Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. W Laboratorium Przepływów należącym do Instytutu prowadzi badania dla przemysłu, wzorcowania i doradztwo w aspektach metrologicznych przy opracowywaniu prototypów nowych przepływomierzy.

Abstrakt

Modelowanie numeryczne przepływomierzy wibracyjnych

W ramach pracy opracowano model numeryczny przepływomierza wibracyjnego i wykonano jego walidację. Model numeryczny wymagał zastosowania siatek dynamicznych - w każdym kroku czasowym niezbędne było wyznaczenie rozkładu sił działających na oscylator, obliczenie jego przemieszczenia, nowego położenia i wygenerowanie nowej siatki opartej na nowym położeniu. Głównym celem było zwiększenie zakresu stosowalności tych urządzeń poprzez rozwój stanu wiedzy oraz weryfikację dotychczasowych modeli i założeń. Cel został osiągnięty, model dostarczył szereg informacji dotyczących działania przepływomierza.

dr Carmine Autieri

Instytut Fizyki, PAN

12:00-12:15

Dr hab. Carmine Autieri is "Doctors with Advanced Research and Development Experience" at the International Centre for Interfacing Magnetism and Superconductivity with Topological Matter (MagTop), Division ON-6 of Institute of Physics, Polish Academy of Sciences (IF PAN) in Warsaw. The website of the MagTop division is available at http://www.magtop.ifpan.edu.pl His main area of research is the study of solid state physics by means of the density functional theory. His current research focusses on three main topics: (i) the interplay between magnetism and the topology in the k-space; (ii) the investigation of the superconductivity in transition metals compounds; (iii) the interface effects in ultrathin films. He did his Ph.D. in Physics from the University of Salerno, Italy. His Ph.D. studies were on 'Interplay of spin-orbital correlations and structural distortions in Ru- and Cr- based perovskite systems"'

Abstrakt

Magnetic impurities IN TOPological materials

Exchange coupling between localized spins and band or topological states accounts for giant magnetotransport and magnetooptical effects as well as determines spin-spin interactions in magnetic insulators and semiconductors. However, even in archetypical dilute magnetic semiconductors such as Cd1−xMnxTe and Hg1−xMnxTe the evolution of this coupling with the wave vector is not understood. A series of experiments have demonstrated that exchange-induced splitting of magnetooptical spectra of Cd1−xMnxTe and Zn1−xMnxTe at the L points of the Brillouin zone is, in contradiction to the existing theories, more than one order of magnitude smaller compared to its value at the zone center and can show an unexpected sign of the effective Landé factors. The origin of these findings we elucidate quantitatively by combining: (i) relativistic first-principles density functional calculations; (ii) a tight-binding approach that takes carefully into account k-dependence of the potential and kinetic sp-d exchange interactions; (iii) a theory of magnetic circular dichroism (MCD) for E1 and E1 + Δ1 optical transitions, developed here within the envelope function kp formalism for the L point of the Brillouin zone in zinc-blende crystals. This combination of methods leads to the conclusion that the physics of MCD at the boundary of the Brillouin zone is strongly affected by the strength of two relativistic effects in particular compounds: (i) the mass-velocity term that controls the distance of the conduction band at the L point to the upper Hubbard band of Mn ions and, thus, a relative magnitude and sign of the exchange splittings in the conduction and valence bands; (ii) the spin-momentum locking by spin-orbit coupling that reduces exchange splitting depending on the orientation of particular L valleys with respect to the magnetization direction.

dr hab. Piotr Korcyl

Uniwersytet Jagieloński

12:15-12:30

Adiukt w Zakładzie Teorii Cząstek Instytutu Fizyki Teoretycznej UJ na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej w Krakowie. Obroniłem doktorat z fizyki teoretycznej na Uniwersytecie Jagiellońskim po czym pracowałem w grupach zajmujących się numerycznymi symulacjami teorii oddziaływań fundamentalnych w DESY Zeuthen (Niemcy), Columbia University (USA), Uniwersytet w Ratyzbonie (Niemcy), Uniwersytet Tor Vergata w Rzymie (Włochy). Jestem stypendystą Fundacji Fulbrighta oraz Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej. Interesuję się problemami związanymi z teoretyczną fizyką cząstek elementarnych. Korzystając z zaawansowanych metod obliczeniowych staram sie przygotować przewidywania teoretyczne dla obecnych i przyszłym eksperymentów fizyki wysokich energii, takich jak np. w CERN lub w Brookhaven National Laboratory. Prowadzone przeze mnie obliczenia wielokrotnie wymagają wykorzystania wielkich instalacji komputerowych, superkomputerów, zarówno polskich, europejskich czy amerykańskich. Duża część pracy poświęcona jest rozwijaniu nowych metod programistycznych równoległych i rozproszonych, efektywniejszych algorytmów, innowacyjnych podejść wykorzystujących popularne ostatnio uczenie maszynowe. W efekcie pozwala mi to otrzymać precyzyjne wyniki dla interesujących wielkości fizycznych które następnie mogą być porównane z rezultatami pochodzącymi z analiz danych eksperymentalnych. Tematy nad którymi obecnie pracuję to (między innymi): wyznaczenie wartości stałej sprzężenia oddziaływań silnych, analiza rozwinięcia OPE w porównaniu z danymi nieperturbacyjnymi dla funkcji korelacji prądów elektro-słabych, rozwijanie numerycznego podejścia do rozwiązań równania JIMWLK opisującego partonowe rozkłady prawdopodobieństwa w hadronach, niepertubacyjne metody obliczania hadronowych funkcji struktury, wykorzystanie sieci neuronowych do poprawy efektywności symulacji Monte Carlo, symulacje modeli fizycznych z wyższymi grupami symetrii cechowania czy badania zastosowań reprogramowalnych procesorów FPGA do akceleracji sprzętowej symulacji Monte Carlo Chromodynamiki Kwantowej.

Abstrakt

Wyznaczenie silnej stałej sprzężenia z symulacji Monte Carlo Chromodynamiki Kwantowej na siatkach

W opisie oddziaływań cząstek elementarnych przy wysokich energiach główną rolę grają oddziaływania silne (ang. strong interactions) których siła opisywana jest przez stałą sprzężenia alpha_s (ang. strong coupling constant). Mimo że wielkość ta z nazywy jest stała, tak naprawdę jej wartość zależy od skali energii procesu w którym jest mierzona. Dokładna znajomość tej zależności jest kluczowa przy analizie i interpretacji wszystkich wyników z aktualnie działających eksperymentów fizyki wysokich energii, np. w CERNie lub BNL. W referacie opiszę propozycję nowej metody wyznaczania silnej stałej sprzężenia przy użyciu zaawansowanych metod symulacji Monte Carlo wraz z wynikami oraz porównaniem z dotyczasowymi rezultatami. Referat oparty jest o wyniki opublikowane w Phys. Rev. Lett.

mgr Maciej Szary

Politechnika Poznańska

11:45-12:00

Abstrakt

Domieszkowany MoS2 jako materiał do detekcji H2S

Rezystancyjne czujniki gazu oparte na warstwach MoS2 osiągają doskonałą czułość i wysoką selektywność dla molekuł NO2 i NH3. Jednakże ze względu na niską zdolność detekcji innych cząsteczek, liczba kompatybilnych analitów jest mała. Stosując obliczenia DFT, projekt rozważył domieszkowanie MoS2 w celu optymalizacji detekcji molekuł H2S. Badania oparte zostały na eksperymentalnym modelu domieszkowania wspomaganego promieniowaniem elektronowym [PRL 109 (2012) 035503]. Jako atomy domieszki wybrano P, Cl i Ge. W celu określenia selektywności adsorpcji wpływ efektów modyfikacji warstwy zbadany został dla H2S, N2 i O2. Wyniki pokazały, że domieszkowanie Ge i Cl nie wpływają korzystnie na detekcję H2S. Natomiast P zwiększa transfer ładunku po adsorpcji H2S o 354% w porównaniu z niedomieszkowanym MoS2. Jednocześnie energia adsorpcji H2S na P-MoS2 jest stosunkowo niska, a dynamika molekularna pokazuje, że domieszkowanie nie utrudnia zwolnienia miejsca adsorpcyjnego w temperaturze pokojowej. Ponadto adsorpcja H2S jest energetycznie faworyzowana względem O2 i N2, co powinno zapewnić molekułom analitu łatwiejszy dostęp do miejsc adsorpcyjnych z atomem P.

dr Krzysztof Rogowski

12:30-12:45

Politechnika Warszawska

Krzysztof Rogowski jest adiunktem w Instytucie Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej Politechniki Warszawskiej. Jego zainteresowania naukowe obejmują głównie metody numeryczne mechaniki płynów oraz siłownie wiatrowe (w szczególności siłownie wiatrowe Darrieusa). W 2014 roku Krzysztof Rogowski uzyskał stopień naukowy doktora nauk technicznych w dyscyplinie mechanika (tytuł rozprawy doktorskiej Analysis of Performance of the Darrieus Wind Turbines). W sierpniu 2020 roku Krzysztof Rogowski złożył wniosek o nadanie stopnia doktora habilitowanego. Głównym osiągnięciem habilitanta jest cykl publikacji naukowych pod tytułem „Modelowanie siłowni wiatrowych o pionowej osi obrotu wykorzystując metody numeryczne mechaniki płynów” Cykl publikacji obejmuje 8 publikacji z listy JCR, dwa artykuły z czasopism spoza listy JCR ujętych w bazie Web od Science oraz dwie publikacje konferencyjne widoczne w bazie WoS.

Abstrakt

Analiza wpływu wirującego wału wirnika Darrieusa na obciążenia aerodynamiczne łopat wirnika

Aerodynamika siłowni wiatrowej Darrieusa jest ekstremalnie trudnym zagadnieniem wymagającym zastosowania zaawansowanych metod numerycznych mechaniki płynów. Dodatkowe elementy konstrukcyjne wirnika, takie jak np. wirujący wał, wsporniki łopat, odciągi jeszcze bardziej zaburzają przepływ. Głównym celem prezentowanych badań jest analiza wpływu wirującego wału wirnika Darrieusa na obciążenia aerodynamiczne jego łopat wykorzystując dobrze znane podejście Unsteady Reynolds Averaged Navier–Stokes (URANS) a także przemysłowy dwu-równaniowy model turbulencji shear stress transport (SST) k-ω. Badania numeryczne przeprowadzono dla wirnika o średnicy 1m pracującego przy wyróżniku szybkobieżności 4,5. W pracy analizowano również nieustalone pola prędkości w obszarze wirnika oraz w cieniu aerodynamicznym wirującego wału. Otrzymane charakterystyki aerodynamiczne wirnika porównano z wynikami badań eksperymentalnych uzyskanych techniką PIV. Badania pokazały, że moc wirnika wyposażonego w wirujący wał jest o 2,5% niższa w porównaniu z „czystym” wirnikiem.

12:45-13:30 PRZERWA

dr Oksana Volnianska

Adiunkt w Instytucie Fizyki PAN

13:30-13:45

Dr Oksana Volnianska pracuje jako adiunkt w Instytucie Fizyki PAN. Zajmuje się teoria magnetyzmu indukowanego przez domieszki metali przejściowych w półprzewodnikach. Bada wpływ domieszek na strukturę pasmowa nanokrysztalów półprzewodnikowych wykorzystując obliczenia z pierwszych zasad.

Abstrakt

Struktura elektronowa domieszek metali przejściowych w ZnO i GaN

Zbadana została struktura elektronowa jonów metali przejściowych (TM) w szerokoprzerwowych półprzewodnikach II-VI i III-V. Obliczenia wykonano używając teorii funkcjonału gęstości w przybliżeniu lokalnej gęstości, uwzględniając człony +U (metoda LDA+U). Uwzględnienie członów +U dla stanów p(N), p(O) i d(Zn) prowadzi do poprawnych wartości przerw wzbronionych.

Wyniki charakteryzuje silna zależność poziomów domieszkowych od stanu ładunkowego domieszki, czyli od energii Fermiego, co jest związane z silnym oddziaływaniem kulombowskim między elektronami d(TM). Przeprowadzono analizę energii przejść optycznych, zarówno wewnątrz-centrowych jak i jonizacyjnych, dla jonów TM w ZnO i GaN. Obliczono też odpowiednie reguły wyboru. Dobra zgodność z doświadczeniem pozwoliła na potwierdzenie proponowanych w literaturze identyfikacji obserwowanych przejść, lub na zaproponowanie odmiennych identyfikacji. Dokładne porównanie teorii z doświadczeniem omówione zostanie na przykładzie Cu w ZnO.
Obliczenia dotyczą struktur objętościowych oraz nanokryształów. Grant G16-11: Piotr Bogusławski, O.V., Tomasz Zakrzewski.

prof dr hab. Bohdan Andriyevskyy

Politechnika Koszalińska

13:45-14:00

Bohdan Andriyevskyy, profesor, dr hab., jestem zatrudniony w Politechnice Koszalińskiej od roku 2001, jestem autorem lub współautorem 270 publikacji naukowych. Obszar moich zainteresowań naukowych obejmuje fizykę ciała stałego, w tym właściwości optyczne i elektryczne półprzewodników i dielektryków. Od 20 lat zajmuję się głównie badaniami obliczeniowymi w ramach teorii funkcjonału gęstości właściwości elektronowych i fononowych ciał stałych oraz oddziaływań cząsteczek z powierzchniami metali. W tej ostatniej tematyce, współpracuję z naukowcami z Instytutu Max Plancka do Badań Ciała Stałego w Stuttgarcie. Od lat współpracuję także z ukraińskimi naukowcami ze Lwowskiego Uniwersytetu i Lwowskiej Politechniki.

Abstrakt

Właściwości elektronowe i fononowe kryształów półprzewodnikowych obliczone w ramach teorii funkcjonału gęstości

Zostaną przedstawione wyniki badań obliczeniowych w ramach teorii funkcjonału gęstości: (1) struktury elektronowej pasmowej oraz domieszkowanych kryształów ZnO-Al, w tym efektywnej masy elektronów, oraz jej zależności od koncentracji nośników. (2) właściwości elektronowych, fononowych i termoelektrycznych kryształów Cu7PS6, Cu7PSe6 i Cu7PS3Se3. Struktura pasmowa kryształów charakteryzuje się stosunkowo dużą wartością współczynnika Seebecka  ~ 1 mVK-1, co może świadczyć o dużej efektywności termoelektrycznej. Nieliniowe właściwości drgań atomów miedzi w Cu7PS6 znacznie przewyższają podobne właściwości dla fosforu siarki i selenu. Duża nieliniowość drgań znalezionych atomów miedzi może powodować stosunkowo niski współczynnik przewodności cieplnej, co z kolei sprzyja dużej wielkości współczynnika dobroci termoelektrycznej.

dr hab. Dominik Kurzydłowski

Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie

14:00-14:15

Dominik Kurzydłowski jest profesorem w Instytucie Nauk Chemicznych Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie (UKSW). W 2008 ukończył studia magisterskie na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. W 2013 doktoryzował się w tej samej jednostce. W latach 2013 – 2014 odbył staż podoktorski w Max Planck Institut für Chemie w ramach programu Mobilność Plus. Laureat stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych młodych naukowców. Kierownik grantów NCN (Sonata, Opus, Sonata BIS). Jego praca badawcza skoncentrowana jest wokół badań nad wpływem wysokiego ciśnienia (przekraczającego 10 000 atm) na właściwości i reaktywność związków nieorganicznych.

Abstrakt

Wpływ wysokich ciśnień na właściwości związków bogatych we fluor

In my presentation I will show how Density Functional (DFT) modelling can be used as efficient tool in the interpretation of experimental measurements conducted for solids compressed to pressures exceeding 10 000 atm.

dr Agata Podsiadły-Paszkowska

Adiunkt na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej

14:15-14:30

Abstrakt

Stabilizacja półproduktów reakcji rozszczepiania wody na powierzchni hematytu

Hematite (α-Fe2O3) is one of the most widely studied semiconductor for photo-electrochemical water-splitting, as its bulk band gap (2.0-2.2eV) permits the absorption of visible light. It is also cheap, abundant and stable in water. Despite intensive research, the hematite-based devices have not yet achieved the theoretically predicted efficiency of 12.7–16.8%. On the one hand, this indicates the need for in-depth research on the water-splitting process itself on the hematite surface, as such incompatibility with theoretical predictions suggests incomplete understanding and incorrect prediction of the processes. On the other hand, one should consider the possibility of using a co-catalyst that would affect the optical properties of the hematite, possibly increasing the water-splitting efficiency. Using density functional theory we calculate the energetics of the (110) surface of hematite. We propose using Ti, Co, and Ni atoms as co-catalysts and analyze how these atoms affect the atomic and electronic structure of the surface and the magnetic ordering. We also show how the presence of a co-catalyst atom and the resulting charge redistribution and magnetic moments ordering influence stabilization of intermediates of water-splitting reaction.

dr Michał Kochman

Instytut Chemii Fizycznej PAN

14:30-14:45

Absolwent Wydziału Chemii Uniwersytetu w Edynburgu. Obecnie adiunkt w zespole Cooperative Catalysis w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.

Abstrakt

Pirouettes in molasses. Simulations of molecular motors in aqueous solution

Molecular machines are artificial (man-made) molecules which produce mechanical action in response to specific external stimuli. A subclass of molecular machines are molecular motors, whose mode of action consists of repeatable unidirectional rotation. The ideal source of energy to power their operation is light, which has the advantage of not requiring a physical connection to the molecular motor, and affords fine spatial and temporal control. In most designs to date, the mechanism of rotation is based on E-Z photoisomerization around a double bond, and the directionality is controlled by the presence of an adjacent stereogenic center. Molecular motors of this type are built around organic chromophores with extended conjugated π-bonding systems, and consequently, they tend to be relatively large. Because of the steric bulkiness of typical molecular motors, their isomerization reactions can be expected to be strongly affected by mechanical interactions with the surrounding medium, such as a solvent. Clearly, the isomerization of a molecular motor must involve a substantial change in the shape of its solvent cage. Furthermore, collisions with the surrounding solvent molecules will give rise to friction against the solvent. In the present contribution, we quantify these effects by carrying out molecular dynamics simulations of the photoisomerization reactions of a prototypical molecular motor in aqueous solution.

14:45-15:15 PRZERWA

dr Marek Graff

Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, PAN

15:15-15:30

Abstrakt

Wpływ podstawników oraz izomerii i Techniki geometrycznej na aromatyczność HOMA polienów

dr Michał Lesiuk

Uniwersytet Warszawski

15:30-15:45

W swojej pracy naukowej zajmuję się chemią teoretyczną i obliczeniową. W szczególności, interesuje mnie zastosowanie technik dekompozycji tensorów do redukcji kosztów obliczeniowych metod struktury elektronowej.

Abstrakt

Tensor decompositions in coupled-cluster theory.

We report a complete implementation of the coupled-cluster method with single, double, and triple excitations (CCSDT) where tensor decompositions are used to reduce its scaling and overall computational costs. The accuracy of the proposed method is verified by benchmark calculations of total and relative energies for several small molecular systems and comparison with the exact CCSDT method. The accuracy levels of 1 kJ/mol are easily achievable, and even more demanding levels of accuracy can be reached with a considerable reduction of the computational costs. Extensions of the proposed method to include higher excitations are briefly discussed, along with possible strategies of reducing other residual errors.

dr hab. inż. Maciej Śmiechowski

Politechnika Gdańska

15:45-16:00

Dr hab. inż. Maciej Śmiechowski uzyskał stopień doktora nauk chemicznych w roku 2007 na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej i od tego czasu jest zatrudniony w Katedrze Chemii Fizycznej Wydziału Chemicznego PG. W latach 2011-2013 odbył staż podoktorski w Ruhr-Universität Bochum, zaś w roku 2019 uzyskał stopień doktora habilitowanego nauk chemicznych. Jego zainteresowania naukowe dotyczą zjawisk hydratacji i solwatacji badanych przy użyciu spektroskopii oscylacyjnej, zarówno od strony eksperymentalnej, jak i obliczeniowej. Jest autorem lub współautorem 34 publikacji naukowych w czasopismach z listy JCR, głównie z zakresu chemii fizycznej roztworów i dynamiki molekularnej. Obecnie pełni rolę kierownika projektu w dwóch grantach obliczeniowych (w CI TASK Gdańsk oraz ICM Warszawa).

Abstrakt

Wodór cząsteczkowy jako minimalny model hydratacji hydrofobowej.

Hydratacja hydrofobowa cząsteczki wodoru w wodzie została zbadana na poziomie molekularnym w oparciu o symulacje metodą dynamiki molekularnej ab initio ze strukturą elektronową opisywaną teorią funkcjonału gęstości. Cząsteczka H2 i jej chwilowe otoczenie solwatacyjne („klatka”) dyfundują poprzez mechanizm dyfuzji strukturalnej, tzn. znacznie szybciej od samego rozpuszczalnika. Cząsteczkowy mechanizm leżący u podstaw tego procesu można powiązać z chwilowymi fluktuacjami objętości klatki wokół obu atomów H cząsteczki H2, prowadzącymi do specyficznych przypadków otwarcia klatki, które mogą być powiązane z intensywnymi sygnałami widmowymi widocznymi w zakresie terahercowym (THz) widma oscylacyjnego.

dr Zuzanna Szymańska

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

16:00-16:20

Dr Zuzanna Szymańska jest absolwentką Wydziału Matematyki, Informatyki i Mechaniki Uniwersytetu Warszawskiego. W 2010 roku w Polskiej Akademii Nauk uzyskała stopień naukowy doktora z wyróżnieniem w dziedzinie biologii ze specjalnością biofizyka. Jest adiunktem w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego (ICM) Uniwersytetu Warszawskiego. Jej głównym obszarem badań jest tworzenie wieloskalowych modeli matematycznych dotyczących wzrostu i rozprzestrzeniania się raka.

Abstrakt

Większość modeli matematycznych zjawisk fizjologicznych (i patofizjologicznych) powstaje w oparciu o znajomość procesów biofizycznych. Dzięki temu dostajemy ogólną strukturę równań, jednakże najczęściej brakuje nam informacji na temat wielkości poszczególnych parametrów układu. Fakt ten pociąga za sobą znaczne ograniczenia stosowalności takich modeli. Szczątkowe dane literaturowe dotyczą zwykle specyficznych reżimów eksperymentalnych, często nieodpowiadających modelowanym sytuacjom. Co więcej, proces gromadzenia danych jest obarczony błędami i faktycznie otrzymujemy rozkłady prawdopodobieństwa szukanych współczynników. Dlatego bardzo ważny jest rozwój nie tylko modeli matematycznych, które ułatwiają zrozumienie procesów chorobowych, ale także metod matematycznych, które umożliwiają właściwe skalibrowanie tych modeli. Dopiero takie połączenie pozwala na uzyskiwanie kluczowych informacji ilościowych o badanym procesie.

Mając powyższe na uwadze, proponujemy nowy, nielokalny model proliferacji komórek wraz z wnioskiem bayesowskim o parametrach układu w oparciu o dane eksperymentalne. Dyskutujemy zakres stosowalności modelu i przedstawiamy dowód stabilności rozkładów a posteriori.

dr Marek Michalewicz

Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

16:20-16:30

Zakończenie