Besøg af en ægte og ærlig numeriker

I sidste uge var der ph.d.-forsvar fra min gruppe på DTU Fotonik, og tillykke til Anders med et godt forsvaret projekt!

#PhD defense @DTUtweet: "Few-photon Non-linearities in Nanophotonic Devices for Quantum Information Technology". http://t.co/PG6JCuNT4s— Jakob R. de Lasson (@Jakobrdl) 29. april 2015

Som altid bestod den eksterne komité til forsvaret af en DTU-forsker - i dette tilfælde Martijn Wubs fra DTU Fotonik - samt to eksterne forskere, Andrea Fiore fra TU Eindhoven og Kurt Busch fra Humboldt-Universitaet zu Berlin.

Andrea Fiore var for godt halvandet år siden også på besøg på DTU Fotonik og gav ved den lejlighed et super spændende foredrag omkring integrerede optiske kvantenetværk.

A vision for the future of integrated #quantum #photonic networks? Courtesy of Prof. Andrea Fiore. pic.twitter.com/tv5cGFcYBd— Jakob R. de Lasson (@Jakobrdl) 12. september 2013

Kurt Busch kendte jeg omvendt på forhånd kun af navn. Jeg havde hørt om ham og hans gruppe, og de var ofte blevet omtalt som "numerisk metode gruppe" - altså en forskningsgruppe med stort fokus på udvikling og forbedring af numeriske beregningsteknikker inden for fysik. Og da det netop er, hvad jeg selv arbejder med, var hans foredrag dagen efter ph.d.-forsvaret imødeset med spænding.

Indledningen på hans foredrag indeholdt en motivation for udviklingen af avancerede numeriske beregningsmetoder inden for nanofotonik og plasmonics. Specielt betyder de stadig bedre nanofabrikations- og karakteriseringsteknikker, at der er flere og flere muligheder for at arbejde med komplekse og avancerede strukturer, for hvilke man typisk behøver en numerisk løsning af de ligninger, der beskriver systemet - f.eks. af Maxwells ligninger, hvilket som bekendt ikke nødvendigvis er helt ligetil.

To populære numeriske beregningsteknikker er finite-difference time-domain (FDTD) og finite element metoden (FEM). En populær hybridmetode, der vinder frem, er Discontinuous Galerkin Method (DGM), der som angivet på billedet fra Kurt Buschs foredrag nedenfor kombinerer nogle af de bedste elementer fra hhv. FDTD og FEM.

På dette sted ville mange andre forskere forlegent undskylde alle de tekniske detaljer omkring beregningerne og springe direkte til resultaterne. Men det gjorde Kurt Busch ikke.

Han viste i stedet billedet nedenfor - som en slags advarsel til dem, der ikke var kommet for at høre om den bagvedliggende numerik - og gav sig i kast med at forklare metoden og deres implementering af denne. Meget prisværdigt og interessant.

Efter en gennemgang af metoden viste han en perlerække af resultater og simuleringer, inklusive flere illustrative film. DGM er i Kurt Buschs gruppe en såkaldt tidsdomænemetode, hvilket betyder, at det er helt ligetil at lave små film, der viser, hvordan de simulerede fænomener udvikler sig over tid. F.eks. viste han, hvordan en elektronstråle anslår en tynd, nanostørrelse metaltip ved at anslå plasmoner i metaltippen, hvilket var en smuk illustration.

Ligeledes tog han sig undervejs god tid til at diskutere de numeriske aspekter og problemstillinger i deres arbejde, herunder problemstillinger som præcis meshing, benchmark af beregninger samt beregningstider og hukommelsesforbrug. Kort sagt alle de ting, som enhver, der arbejder med numeriske beregninger, bruger det meste af sin tid på - men som aldrig finder vej til prestigefyldte publikationer.

Der er tydeligvis i Kurt Buschs gruppe tid og krav til andet end hurtig akademikerkode, hvilket var opløftende for en gangs skyld at høre om.

Vi havde med andre ord besøg af en ægte og ærlig numeriker.