Ashley Piccone, Lawrence Livermore Milli Laboratoriyası tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Lourens Livermor Milli Laboratoriyasının tədqiqatçıları kiçik, atom miqyaslı simulyasiyaları (sağda) makroskopik dünyanı təsvir edən hidrodinamik kodu (mərkəzdə) ilə birləşdiriblər. Nəticə Milli Alovlanma Müəssisəsində (solda) termonüvə hədəflərini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. Müəllif: Dan Herçek / LLNL

İnertial məhdudlaşdırma sintezində yanacaq kapsulası sıfıra yaxın temperaturda və vakuuma yaxın təzyiqdə başlayır. Lazerlər həmin yanacağı sıxaraq sintezi işə saldıqda, material milyonlarla dərəcəyə qədər qızır və günəşin nüvəsinə bənzər təzyiqə çatır. Bu proses çox kiçik bir məkan və zaman daxilində baş verir.

Bu prosesi başa düşmək üçün elm adamları hədəf kamerası boyunca temperatur və təzyiq kimi genişmiqyaslı şərtləri bilməlidirlər. Lakin onlar həmçinin içərisində olan material və atomlar haqqında ətraflı məlumat istəyirlər. İndiyə qədər kompüter modelləri bu cür təcrübələrdə rast gəlinən geniş şərait arasında bu boşluğu doldurmaqda çətinlik çəkirdilər.

Yeni simulyasiya çərçivəsi boşluğu doldurur

Physical Review E jurnalında dərc olunmuş bir araşdırmada , Lourens Livermor Milli Laboratoriyasının (LLNL) və Kaliforniya Universitetinin tədqiqatçıları Devis, eyni simulyasiya daxilində makroskopik dünyanı təsvir edən kodla kiçik, atom miqyaslı simulyasiyaları birləşdirən yeni bir çərçivə yaratdılar.

LLNL-də rezident tədqiqat aparan UC Davis Ph.D. namizədi Tim Linke dedi: “Biz nanometr sırası ilə atomlardan, digər tərəfdən isə metr sırası ilə böyük axın sahələrindən danışırıq. Bu ikisi arasındakı əlaqə materialdadır.”

Bu uyğunluğu yaratmaq üçün komanda LLNL-dən hidrodinamika kodunu Sandia National Laboratories-dən molekulyar dinamika kodu ilə birləşdirdi. Birincisi, geniş mənzərəli şərtləri və onların müəyyən yerlərdə zamanla necə inkişaf etdiyini təsvir edir. Bu məlumat, materialdakı fərdi atomların bu şərtlərə necə reaksiya verdiyini hesablayan ikincisinə ötürülür. İş mühüm bir üstünlük təmin edir: hər iki simulyasiya eyni vaxtda işləyir. Atom simulyasiyaları genişmiqyaslı kodla yanaşı “təcili” şəkildə aparılır.

Hesablama çətinlikləri və daha geniş tətbiqlər

Çərçivənin işlədilməsi böyük hesablama gücü tələb edir. Digər sistemlərdə aşılmaz maneələrlə qarşılaşdıqdan sonra müəlliflər kodlarını xüsusi olaraq LLNL-in Tuolumne superkompüterinin sürətləndirilmiş emal vahidi arxitekturası ilə işləmək üçün uyğunlaşdırdılar ki, bu da onun ekzaskalalı qardaş sistemi El Capitan-ı təqlid edir.

Metod, sintezin öyrənilməsindən planetar elmlərə və asteroid toqquşmaları kimi astrofiziki hadisələrə qədər bütün tətbiq sahələrinə malik ola bilər.

Linke dedi: “Bu məqalə çox ümumidir və biz onu qəsdən belə saxladıq, çünki faza keçidlərinə, qüsurlara və ya kimyəvi reaksiyalara, yaxud da bu mikroskopik anlayışın makroskopik dünyaya körpü kimi daxil edilməsini tələb edən hər cür şeyə keçə bilərdik”.

Gələcək tədqiqat və anlayışlar üçün potensial

Yeni yanaşma, simulyasiya zamanı fərqli kimyəvi tərkibə doğru inkişaf edən sistemlər üçün xüsusilə faydalı ola bilər.

LLNL alimi və müəllifi Sebastien Hamel bildirib ki, “Milli Alovlandırma Müəssisəsində istifadə edilən isladılmış köpük hədəfləri də belədir. Hədəflər əvvəlcə köpük və deuteriumdan ibarət mikroskopik qarışıq sistem kimi başlayır, lakin nəticədə sistem sıxıldıqca və qızdıqca kimyəvi əlaqələr qırılacaq”. “Sistem daha atomik qarışıq, daha homogen hala gəlir.”

Kod, bu cür ssenarilərin maddi xüsusiyyətlərini daha yaxşı başa düşmək üçün bir yol təqdim edir.

LLNL alimi və müəllifi Deyn Sterbentz bildirib ki, “Bu, faza keçidləri (məsələn, mayedən bərk cismə) və kimyəvi reaksiyalar da daxil olmaqla, qeyri-tarazlıq material davranışının atomistik anlayışlardan istifadə edərək hidrodinamika ilə eyni vaxtda simulyasiya edilə biləcəyi yeni tətbiqlərə qapı açır ki, bu da bu tədqiqatın növbəti mərhələsidir”.

Nəşr detalları

Tim A. Linke və digərləri, Paralel sonlu elementli və molekulyar dinamika çoxmiqyaslı çərçivədən istifadə edərək hidrokodlarda material modelləşdirməsinin inkişaf etdirilməsi, Physical Review E (2025). DOI: 10.1103/vqc2-v6wl

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal E 

Lourens Livermor Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilir